DORIS, la géodésie au service de l’océanographie


Système DORIS et contribution d’envergure

La COP 26 s’étant achevée, son bilan fait apparaitre de nombreuses thématiques oubliées ou mises en avant. Les océans ont été un thème « fortement mobilisé par la communauté » et « mentionné dès le préambule » (OceanClimate,2021). Il est donc intéressant de replacer cette thématique sous l’œil de la géodésie spatiale et de l’orbitographie.;

Le système DORIS ou « Détermination d’Orbite et Radio positionnement Intégrés par Satellite » a été créé dans les années 80 grâce au CNES, à l’IGN et au GRGS. Il s’est notamment développé dans le cadre d’une coopération franco-américaine autour de la géodésie. En tant que système d’orbitographie, il contribua à améliorer la précision du système choisi par les Américains de la télémétrie laser.

Source : IGN

 

Le système DORIS est basé sur des interactions entre des balises, réparties à la surface de la Terre de façon homogène, et des satellites embarquant le système. S’ils sont nombreux aujourd’hui, les satellites altimétriques tels que Topex/Poseidon, les satellites JASON, furent parmi les premiers à y recourir. Mais CryoSat ou encore d’autres satellites comme les européens SPOT depuis SPOT-4 le comportent.

Les balises émettent donc vers les récepteurs satellitaires via des ondes radioélectriques de l’ordre de 400 Hertz à 2 Gigahertz. Malgré l’ancienneté, les balises de 4e génération et antennes de 3e génération sont récemment apparues.

Géodésie : « science qui a pour objet l’étude de la forme et la mesure des dimensions de la Terre » (Cnrtl)

Altimétrie : « Science de la mesure des hauteurs » (Cnrtl)

Orbitographie : « Etude de l’orbite des satellites » (Futura-Sciences)

Considéré l’un des systèmes géodésiques les plus performants, son arrivée a permis un gain en qualité de positionnement des points à la surface de la Terre. Lla couverture régulière du globe de balises a contribué à faire concorder des coordonnées terrestres à des coordonnées astronomiques. Cela va alors trouver en l’océanographie un véritable écho.

Un fonctionnement particulier

Le système DORIS est basé sur des interactions entre des balises, réparties à la surface de la Terre de façon homogène, et des satellites embarquant le système. S’ils sont nombreux aujourd’hui, les satellites altimétriques tels que Topex/Poseidon, les satellites JASON, furent parmi les premiers à y recourir mais CryoSat ou encore d’autres satellites comme les européens SPOT depuis SPOT-4 le comportent.

Les balises émettent vers les récepteurs satellitaires via des ondes radioélectriques de l’ordre de 400 Hertz à 2 Gigahertz. Malgré l’ancienneté, les balises de 4e génération et antennes de 3e génération sont récemment apparues.

Et pour l’océanographie, alors ?

Plusieurs domaines concernés par ce système

Ainsi, cette technologie trouve particulièrement sa place pour étudier les dynamiques océaniques à travers des données précises.

Les domaines suivants sont concernés :

  • Surveillance du niveau des mers et océans, et de la hausse liée au réchauffement climatique ;
  • Surveillance des variations régionales et niveaux des lacs et rivières, de plusieurs hectares minimums ;
  • Hydrologie spatiale
  • Etudes des Deltas
  • Etude des phénomènes à méso-échelle
  • Bathymétrie

Mais par extension également :

  • La dérive des continents
  • La fonte des glaces

Un objectif de surveillance globale des océans

Il est ainsi question d’arriver à l’océanographie opérationnelle permettant une surveillance des océans. La mission Topex-Poseidon de 1992 fut ainsi précurseur en s’intéressant aux variations absolues permettant de couvrir entièrement les océans grâce au système DORIS.

Vision du phénomène El Nino rendue possible par Topex/Poseidon – CNES

Embarqué par le satellite JASON-1 en 2001 puis dans le HY-2A il apporte sa contribution à la mesure de la surface et des dynamiques océaniques. Son inclusion plus récente à la mission SWOT, qui s’intéresse par ailleurs à de nombreux paramètres hydrographiques, comme l’a détaillé l’article ci-dessous, montre que l’importance de DORIS est toujours actuelle. En outre, c’est un élément plus qu’essentiel pour les données géographiques et spatiales. La tenue en novembre 2021 des Doris Days pour les futurs utilisateurs vient appuyer ce constat.

https://veillecarto2-0.fr/2017/05/19/algorithmes-swot-prevention-de-crue/

Par conséquent, La géodésie et l’altimétrie spatiale sont ainsi un pilier de l’océanographie qui est amenée à connaitre une expansion de ses enjeux.

Sources :

ClimateOcean. (2021, 18 novembre). COP26 : Quel bilan, notamment pour l’océan ? Plateforme Océan & Climat. https://ocean-climate.org/cop26-quel-bilan-notamment-pour-locean/
CLS. (2016, 13 mai). Key milestones. CLS Datastore : Ocean and Water. https://datastore.cls.fr/key-milestones/#1457625022059-40906e43-6fe8
CNES. (2020, 27 février). DORIS, 30 ans d’opérations continues au cœur de la performance des missions altimétriques pour l’océanographie et les applications géodésiques. https://doris-mission.cnes.fr/fr/doris-30-ans-doperations-continues-au-coeur-de-la-performance-des-missions-altimetriques-pour
IDS. (2020, 6 novembre). IDS Milestones. International DORIS Service. https://ids-doris.org/analysisdocuments/56-organization/aboutids/341-ids-milestones.html
IGN. (2012, 9 juillet). Système DORIS | Géodésie. https://geodesie.ign.fr/index.php?page=systeme_doris
Legos. (s. d.). Hydrologie spatiale. http://www.legos.obs-mip.fr/observations/doris/activites/hydrologie-spatiale