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La caméra NO2, une combinaison de télédétection et d'imagerie

News flash intro
Il n'est pas rare que des technologies spatiales soient transférées à des applications terrestres ; la caméra NO2 (dioxyde d'azote) en est un exemple. La mission satellitaire ALTIUS a fourni le concept instrumental, qui a ensuite été optimisé pour l'observation du NO2 dans les panaches de fumées industrielles ou au-dessus des zones urbaines.
La particularité de notre caméra NO2 réside dans la combinaison de la télédétection et de l'imagerie. Plusieurs campagnes de démonstration ont eu lieu au cours des dernières années. L'intérêt pour cette technologie augmente maintenant dans la communauté des scientifiques qui étudient la qualité de l'air, et nous avons récemment obtenu un financement d'un programme de l'ESA pour démontrer les capacités supplémentaires de cet instrument innovant.
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De l'espace à la surface de la Terre

Le développement d'expériences spatiales conduit parfois à des applications dérivées inattendues.

Dans ce cas précis, c'est l'implication de l’IASB dans la mission du satellite ALTIUS qui a conduit au développement d'un instrument innovant pour relever un nouveau défi, à la surface de la Terre cette fois : les émissions de NO2, une espèce nocive pour la santé humaine et un traceur des processus de combustion.

Baptisé « caméra NO2 », cet instrument combine des capacités de télédétection et d'imagerie. Il est capable d'acquérir des images d'une scène (un site industriel ou une zone urbaine), une longueur d'onde à la fois. En balayant une portion d'intérêt du spectre lumineux du ciel, un « hypercube » est construit. Chaque pixel peut être traité individuellement, ce qui permet de déterminer la quantité de NO2 dans la ligne de visée de ce pixel. Au niveau de l'image entière, c'est le champ de NO2 qui est capturé.

NO2 diffus au-dessus de la ligne d'horizon

Ce nouvel instrument a démontré sa capacité à représenter le panache de NO2 émis par les cheminées des centrales électriques (Dekemper et al. 2016). Plus récemment, il a été utilisé dans un environnement urbain, en se concentrant sur les modèles spatiaux et temporels du NO2 diffus au-dessus de la ligne d'horizon. Une campagne de validation consistant en une comparaison avec un instrument de référence, mais non imageur, a abouti à des données très consistantes.

Ces résultats suscitent l'intérêt de la communauté de surveillance de la qualité de l'air. L'ESA, qui non seulement met en œuvre des missions spatiales mais développe aussi des capacités de validation pour ses satellites, a sélectionné la caméra NO2 pour une campagne de démonstration en 2023. Pendant plusieurs semaines, l'instrument sera utilisé à côté de dispositifs plus conventionnels de surveillance de la qualité de l'air afin de souligner la valeur ajoutée de notre imageur spectral.

 

Référence

Dekemper, E., et al. (2016). The AOTF-based NO2 camera. Atmospheric Measurement Techniques, 9(12), 6025–6034. https://doi.org/10.5194/amt-9-6025-2016

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Figure 2 caption (legend)
Le champ de NO2 (en couleur) mesuré au-dessus de Bruxelles depuis le toit du bâtiment IRM à Uccle.
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Figure 3 caption (legend)
Vue de l'abondance de NO2 dans l'air urbain du quartier européen à Bruxelles.
Publication date