Global Monitoring for Environment and Security

Le projet Global Monitoring for Environment and Security (GMES) est une initiative conjointe de l'Agence spatiale européenne (ESA) et de l'Union européenne qui vise à doter l'Europe d'une capacité opérationnelle et autonome d'observation de la terre.

L'objectif est de rationaliser l'utilisation de données relatives à l'environnement et à la sécurité issues de sources multiples afin de disposer lorsque nécessaire d'informations et de services fiables. En d'autres termes, GMES permettra de rassembler l'ensemble des données obtenues à partir de satellites environnementaux et d'instruments de mesure sur site afin de produire une vue globale et complète de l'état de notre planète.

Les décideurs politiques font partie des principaux utilisateurs du GMES, qui leur permet de préparer les législations nationales, européennes et internationales relatives à l'environnement (y compris celles sur le changement climatique) et de vérifier la bonne mise en œuvre de ces législations.

GMES s'appuie sur quatre "piliers": la composante spatiale (constituée de satellites d'observation du sol, des océans et de l'atmosphère), la composante in-situ (constituée d'instruments de mesure au sol ou aériens mesurant des paramètres relatifs à l'état des océans, du sol et de l'atmosphère), la composante standardisation et harmonisation des données et la composante des services à l'utilisateur.

Les services d'information offerts par le GMES peuvent être regroupés autour de six thèmes principaux: le sol, les océans, le traitement de l'urgence, l'atmosphère, la sécurité et le changement climatique. Les services relatifs aux thèmes sol, océans et traitement de l'urgence et ceux relatifs à l'atmosphère et à la sécurité (aussi appelés "services pilotes") ont été officiellement lancés à l'occasion du Forum GMES qui s'est déroulé à Lille en Septembre 2008. Actuellement en phase pré-opérationnelle, il est prévu que ces services entrent en phase opérationnelle en 2011 et soient pleinement opérationnels à l'horizon 2014.

GMES est donc en marche vers son fonctionnement opérationnel. La définition et la mise en place d'une gouvernance et d'une structure de financement européennes sont des éléments clé de la réussite du programme.

GMES est la contribution de l'Union Européenne au système global d'observation de la Terre GEOSS (Global Earth Observation System of Systems), qui fait l’objet des sommets d’Observation de la Terre et des groupes de travail GEO et dont les principaux leaders sont les États-Unis, l’Union européenne, le Japon et l’Afrique du Sud.

Sommaire 1 Bref historique du GMES 2 De la R&D aux services opérationnels 3 La composante spatiale 4 Autres initiatives d'intérêt 5 Domaine de compétence et d'intérêt 6 Échelle 7 L'apport du CNES 8 GMES Masters 9 Initiatives en faveur du déploiement de GMES 9.1 Centre Euro Méditerranéen de l’Environnement et des Risques (CEMER) 9.2 Réseau d'alerte aux Tsunamis et Cotiers en Méditerranée (RATCOM) 10 Notes et références 11 Annexes 11.1 Bibliographie 11.2 Articles connexes 11.3 Liens et documents externes

Bref historique du GMES

19 mai 1998 : les institutions impliquées dans le développement des activités spatiales européennes donnent naissance au GMES par la déclaration connue sous le nom de "Baveno Manifesto". A l'époque, GMES signifie "Global Monitoring for Environmental Security" (surveillance mondiale de la sécurité environnementale).

Année 1999 : GMES change de signification et devient "Global Monitoring for Environment and Security" (surveillance mondiale de l'environnement et de la sécurité), illustrant ainsi que la surveillance de l'environnement a également des implications en termes de sécurité.

Année 2001 : à l'occasion du sommet de Gothenburg, les chefs d'états et de gouvernements demandent que la Communauté contribue à l'établissement d'une capacité européenne de surveillance globale pour l'environnement et la sécurité à horizon 2008.

Octobre 2002 : la nature et le périmètre de la composante "sécurité" du GMES sont définis comme couvrant la prévention et le traitement des crises liées aux risques naturels et technologiques, à l'aide humanitaire et à la coopération internationale, à la surveillance du respect des traités internationaux pour la prévention des conflits, l'aide humanitaire et le secours, les opérations de maintien de la paix et la surveillance des frontières de l'Union européenne.

Février 2004 : La Communication de la Commission "GMES: mise en place d'une capacité GMES d'ici 2008" introduit un plan d'action visant à établir une capacité GMES en 2008. En 2004, un accord cadre entre la Commission européenne et l'Agence spatiale européenne (ESA) est également signé afin d'établir les fondements de la composante spatiale du GMES.

Mai 2005 : La Communication de la Commission "GMES: du concept à la réalité" établit les priorités pour l'entrée en service des services GMES en 2008, en mettant l'accent sur les services de surveillance du sol, de surveillance des océans et de traitement de l'urgence . Des services ultérieurs appelés "services pilotes" traiteront de la surveillance de l'atmosphère, de la sécurité et du changement climatique.

Juin 2006 : La Commission européenne crée le Bureau GMES, avec comme mission principale d'assurer la disponibilité à horizon 2008 des services jugés prioritaires. Le Bureau a également pour objectif de traiter les problématiques de la gouvernance du GMES et du financement du système sur le long terme.

Mai 2007 : Adoption de la Communication sur la politique spatiale européenne, reconnaissant GMES comme une initiative phare de la politique spatiale de l'Union.

Septembre 2008 : Lancement officiel des trois services FTS et des deux services pilotes dans leur version pré-opérationnelle, à l'occasion du Forum GMES de Lille.

Novembre 2008 : La Communication de la Commission "GMES: le souci d'une planète plus sûre" établit la base pour les futures discussions relatives au financement, à l'infrastructure opérationnelle et au management effectif du GMES.

Mai 2009 : La proposition de la Commission pour un Règlement sur "le programme européen d'observation de la terre (GMES) et sa mise en œuvre initiale (2011-2013)" propose une base légale pour le programme GMES et le financement par la Commission Européenne de sa mise en œuvre initiale.

De la R&D aux services opérationnels

Au cours des dernières décennies, les institutions nationales et européennes ont consenti des efforts financiers importants dans le domaine de l'observation de la terre. Ces efforts ont permis d'obtenir des résultats considérables mais les produits et les services développés à cette occasion héritent des limitations propres aux financements de type R&D (recherche et développement), par exemple manque de garanties quant à leur pérennité.

Le programme GMES a précisément été conçu pour permettre cette transition des activités de R&D vers la mise en œuvre de services opérationnels pérennes. Cette transition doit s'effectuer suivant trois phases principales :

• 2008 - 2010 : Services GMES pré-opérationnels
• 2011 - 2013 : Mise en œuvre initiale
• A partir de 2014 : Mise en œuvre opérationnelle

Le développement des services est assuré au travers d'une série de cinq projets lancés par la Commission Européenne et en partie financés au travers du 7ème Programme Cadre (FP7). Ces projets sont geoland2 (FTS sol), MyOcean (FTS Marine), SAFER (FTS traitement de l'urgence), MACC (service pilote atmosphère) et G-MOSAIC (service pilote sécurité).

• geoland2 a débuté le 1er septembre 2008. Le projet couvre un large panel de domaines parmi lesquels l'utilisation du sol, la qualité et la disponibilité de l'eau, l'aménagement du territoire, la gestion des forêts, le stockage du carbone, etc.
• MyOcean a débuté le 1er janvier 2009. Le projet recouvre des thèmes tels que la sécurité maritime, la prévention des marées noires, la gestion des ressources marines, le changement climatique, la surveillance des banquises, la pollution de l'eau, etc.
• SAFER a débuté le 1er janvier 2009. Le projet aborde les sujets liés à la protection civile, à l'aide humanitaire et à la gestion des crises menaçant la sécurité des biens et des personnes.
• MACC a débuté le 1er juin 2009. Il poursuivra les activités initiées dans les projets GMES et PROMOTE.
• G-MOSAIC a débuté le 1er janvier 2009. Avec le projet LIMES (en partie financé par la Commission Européenne au titre du 6ème programme cadre), G-MOSAIC traite des domaines de la surveillance maritime, de la surveillance des infrastructures critiques et du soutien aux opérations de maintien de la paix.

La composante spatiale

L'Agence spatiale européenne (ESA) développe actuellement une nouvelle série de satellites, appelés Sentinels, afin de répondre aux besoins du programme GMES en matière de données d'observation de la terre. Ces satellites auront des capacités d'imagerie radar et super-spectrale pour l'observation de la terre, des océans et de l'atmosphère. Les missions Sentinels auront les objectifs suivants :

• Sentinel-1 : fourniture d'imagerie radar tout-temps, jour et nuit, à des fins d'observation du sol et des océans. Le lancement du premier satellite Sentinel-1 est prévu pour fin 2011.
• Sentinel-2 : fourniture d'imagerie optique haute résolution pour l'observation des sols (utilisation des sols, végétation, zones côtières, fleuves, etc.). Sentinel-2 sera également utile pour la mise en œuvre de services de traitement de l'urgence. Le lancement du premier satellite Sentinel-2 est prévu pour fin 2012.
• Sentinel-3 : surveillance mondiale des océans et des sols. Le lancement du premier satellite Sentinel-2 est prévu pour fin 2012.
• Sentinel-4 : embarqué comme charge utile sur un satellite Meteosat de 3ème génération, Sentinel-4 fournira des données relatives à la composition de l'atmosphère. Il sera lancé en 2017.
• Sentinel-5 : fourniture de données relative à la composition de l'atmosphère. Sentinel-5 sera lancé en 2019 sur un satellite post-EUMETSAT Polar System (EPS)

Dans l'attente de la fourniture de données par les missions Sentinels, de nombreuses missions existantes ou à venir fournissent ou fourniront dans un futur proche des données utiles à GMES. Ces missions sont souvent désignées par l'acronyme GCM (GMES Contributing Missions).

ERS: Le satellite European Remote Sensing Satellite ERS-1 (1991-2000) était le premier satellite d'observation de la terre lancé par l'ESA. Lancé en 1995, ERS-2 fournit des données relative à la température de la surface des océans, aux vents marins et à la couche d'ozone.

ENVISAT: Lancé en 2002, Envisat est le plus gros satellite d'observation de la terre jamais construit. Il transporte des instruments radars et optiques sophistiqués parmi lesquels le radar ASAR (Advanced Synthetic Aperture Radar) et le spectromètre MERIS (Medium Resolution Imaging Spectrometer). Envisat fournit de manière continue des données issues de l'observation du sol, de l'atmosphère, des océans et de la calotte glacière. Les états membres de l'ESA ont voté à l'unanimité la reconduction de la mission Envisat jusqu'en 2013.

Earth Explorers: Les missions Earth Explorers sont de petites mission dédiées à l'étude d'aspects particuliers de l'environnement. Les missions Earth Explorer missions portent en particulier sur l'atmosphère, la biosphère, l'hydrosphère, la cryosphère et aussi sur le sous-sol, dans le but d'en apprendre davantage sur les interactions entre ces composants et sur l'impact des activités humaines sur les processus naturels. Six missions ont été retenues :

• GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Explorer), lancée le 17 mars 2009

• SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity), lancement prévu en novembre 2009

• CryoSat-2 (mesurement de l'épaisseur de la banquise), lancement prévu en 2009

• Swarm (mesures de l'intensité et de la direction du champ magnétique terrestre), lancement prévu en 2010

• ADM-Aeolus (Atmospheric Dynamics Mission), lancement prévu en 2011

• EarthCARE (Earth Clouds, Aerosols and Radiation Explorer), lancement prévu en 2013

MSG: Seconde génération Meteosat, projet commun de l'ESA et d'EUMETSAT.

MetOp: MetOp est la première constellation européenne sur orbite polaire dédiée à la météorologie. MetOp sera constitué de trois satellites lancés sur une période de 14 ans. Ils fourniront des données météorologiques ainsi que des données utiles à l'étude du changement climatique.

SPOT: SPOT (Satellite Pour l'Observation de la Terre) consiste en un série de satellite d'observation de la terre fournissant des images haute résolution de la terre. SPOT-4 et SPOT-5 comporte des instruments nommés VEGETATION capable de surveiller les écosystèmes à l'échelle des continents.

TerraSAR-X: TerraSAR-X est un satellite d'observation de la terre fournissant des informations topographique de haute qualité. Les informations ainsi fournies sont utiles dans les domaines de l'hydrologie, de la météorologie, de l'utilisation des sols, de la gestion des forêts et de la protection de l'environnement.

COSMO-SkyMed: la constellation COSMO-SkyMed comporte des satellites équipés de radars SAR. Les applications incluent l'analyse des séismes, la surveillance de catastrophes environnementales et l'agriculture.

DMC: La constellation DMC (Disaster Monitoring Constellation) est constituée de cinq satellite permettant de fournir des images utiles aux équipes de secours intervenant au titre de la charte internationale "espace et catastrophes majeures".

JASON-2: JASON-2 fournit des mesures précises de la topographie de la surface des océans, des vents et de la hauteur des vagues.

PLEIADES: la constellation Pléiades (satellites) est constituée de deux satellites fournissant des images haute résolution de la terre.

Des données fournies par des satellites non-européens (par exemple LANDSAT, GOSAT, RADARSAT) peuvent également être utilisées par GMES.

Autres initiatives d'intérêt

D'autres initiatives seront utiles au développement puis au fonctionnement du GMES. il s'agit notamment de :

• INSPIRE : cette initiative vise à construire une infrastructure de données spatiales au-delà des frontières nationales.
• URBAN ATLAS: A partir de données issues de photos satellites, Urban Atlas fournit une cartographie digitale permettant aux urbanistes de disposer des données à jour et précises de l'aménagement du territoire. Urban Atlas leur permettra notamment de mieux évaluer les risques et opportunités (inondations, impact du changement climatique, nouveaux besoins en infrastructure et en transport publics,...). Toutes les villes de l'Union Européennes seront couvertes d'ici 2011.
• SEIS : le système SEIS (Shared Environmental Information System) est une intiative commune de la Commission européenne et de L'Agence européenne pour l'environnement visant à établir avec les Etats Membres un système d'information environnementale intégré et partagé à l'échelle de l'Europe.

Domaine de compétence et d'intérêt

Il est vaste (et évoluera en fonction de l'évolution des possibilités satellitaires). « GMES » peut par exemple et notamment traiter les sujets suivants :

• évolution des teneurs atmosphériques en aérosols et gaz à effet de serre
• Couche d'ozone, taux d'UV
• climatologie, prévisions de l’état de la mer, sécurité maritime, suivi du trafic maritime et de certaines pollutions marines (marées noires, dégazages...)
• mesure, contrôle et management du développement urbain (urbanisation, périurbanisation...).
• montée des océans
• l'alerte en termes d'aléa climatique et de catastrophe naturelle (tempête, inondation, sécheresse, forte pluie, tremblement de terre, tsunami, connaissance et suivi des inondations et des feux de forêt pour une meilleure gestion…)
• le monitoring environnemental, le suivi des forêts, de la déforestation et de leurs conséquences,
• anticipation, alerte et gestion de catastrophes humanitaires (déplacement de population, migration humaine, camp de réfugiés, séquelle de guerre…)
• sécurité civile, organisation des secours
• sécurité et surveillance des frontières
• lutte contre le trafic (par exemple de bois, de drogue…) et contre la piraterie en mer,
• surveillance de zones (marines notamment) isolées ou provisoirement isolées.
• disponibilité ou surexploitation de ressources naturelles

Les « services thématiques » formalisés fin en 2008 permettent d’optimiser la construction, l’utilisation et l'entretien des infrastructures existantes et futures, de développer des moyens partagés de collecte et de diffusion de données, et d'intégrer ces données dans des systèmes de suivi et de prévision de l’état de l’environnement et du climat.

Le projet prévoit également d’assurer la pérennité et l’évolution des infrastructures spatiales nécessaires à l’acquisition de ces données (satellites d'observation terrestre…).

Échelle

L'objectif est de créer une capacité européenne autonome de surveillance à différentes échelles (locales, régionales, globales) pour l’environnement et la sécurité, en support des politiques européennes (environnement, agriculture, etc.) et des engagements internationaux de l’Union.

L'apport du CNES

Le CNES(Centre national d'études spatiales, France) opère, prépare ou contribue à une dizaine de missions qui trouveront naturellement leur place dans le segment satellite de GMES : Spot, bientôt rejoint par Pléiades, pour la cartographie et l'aménagement du territoire; Topex et Jason-1 et 2 pour l'océanographie; Parasol et Calipso pour la compréhension de l'impact des nuages et des aérosols dans le bilan thermique de la planète; Megha Tropiques pour le suivi des épisodes de mousson; Vénus pour le suivi de la végétation ou encore l'instrument IASI, sur le satellite MetOp-A, pour la température et l'humidité de l'atmosphère^[1].

GMES Masters

Un concours européen, denommé GMES Masters, est créé en 2009, centré sur les applications satellitaires dans le domaine de la gestion des risques, de l’environnement et du climat. Il est le fruit d’une initiative conjointe entre l’EPA Plaine du Var, porteur du projet Eco Vallée près de Nice, et le Centre d’Applications Spatiales d’Munich-Oberpfaffenhofen^[2].

Les GMES Masters Awards viendront récompenser les meilleures applications basées sur des données issues de l’observation de la terre ayant recours au GNSS et aux instruments de mesure au sol ou aériens. Seront primés aussi bien les solutions de pointe s’appliquant aux nouveaux secteurs émergeants, que les développements apportant une valeur ajoutée aux applications existantes pour les services relatifs aux thèmes du GMES – sol, océans et traitement de l'urgence.

Deux prix seront attribués, l’un pour le secteur public, l’autre pour le privé.

La meilleure application dans le domaine du secteur privé bénéficiera d’un accompagnement de six mois au sein de l’incubateur « Centre d’Applications Spatiales » d’Oberpfaffenhofen.

Le participant avec la meilleure application dans le secteur public sera invité à venir présenter son projet aux responsables d’Eco Vallée et aux représentants locaux de la Côte d’Azur (Team Côte d’Azur).

Initiatives en faveur du déploiement de GMES

Thales Alenia Space est fortement impliqué dans GMES, en particumier au niveau de son Centre spatial de Cannes Mandelieu, siège de la société. GMES y est coordonné par Claire Anne Reix, directeur du projet GMES pour le groupe Thales.

La Société participe activement aux pôles de compétitivité implantés dans la Région PACA. En particulier Thales Alenia Space préside le pôle Risques qui, associé aux pôles Mer, Solutions Communicantes Sécurisées (SCS) et Pégase vise à la création du Centre Euro Méditerranéen de l’Environnement et des Risques (CEMER).

Centre Euro Méditerranéen de l’Environnement et des Risques (CEMER)

Le CEMER, basé sur les compétences des partenaires des pôles, vise à mettre en oeuvre un système de surveillance de l'environnement et de gestion des crises. En particulier, une expérimentation a été menée sur le site de l'OIN Plaine du Var dans le cadre du projet européen WIN avec une simulation de gestion de crise, liée à des inondations dans la plaine du Var^[3].

Réseau d'alerte aux Tsunamis et Cotiers en Méditerranée (RATCOM)

Une autre composante RATCOM (Réseau d'alerte aux Tsunamis et Cotiers en Méditerranée) est en cours de développement dans le cadre des projets du Fonds Unifié Interministériel des pôles (FUI). Ce projet, de 7,2 M€, porté par le pôle Risques et collabellisé par les pôles Mer^[4] et SCS comporte une composante montante de modélisation de la vague et de ses effets à partir de capteurs divers et une composante descendante d'alerte à la population mutualisant différents moyens de télécommunications. Une déclinaison du CEMER Union pour la Méditerranée est soutenue par la mission Union pour la Méditerranée, le Maroc la Tunisie et l' Egypte.

Les partenaires

• Grands Groupes : Thales Alenia Space (porteur du projet), DCNS, SFR, Eutelsat
• PME : ACRI, I PROCESS, CEDRALIS, J&PGéo, C2 Innovativ’Systems
• Organismes de recherche et laboratoires : le Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM), l'Institut Eurécom, l'Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)
• Organismes publics : le Commissariat à l'énergie atomique (CEA-DAM), l'Institut français de recherche pour l'exploitation de la mer (IFREMER), le Centre national de la recherche scientifique (CNRS), Géoazur, Météo-France.

Notes et références

Annexes

Bibliographie

• "10 years of GMES: A chronicle" par Rheticus, Window on GMES, une publication BOSS4GMES
• Claire-Anne Reix (Alcatel Space), Jean-Yves Lebras, (CLS Argos), « Environnement et Sécurité : GMES », conférence donnée à Toulouse le 21 avril 2004, relatée dans La Lettre AAAF, N° 6, juin 2004, online

Articles connexes

• Centre national d'études spatiales
• Télédétection, SIG, cartographie,cartographie des corridors biologiques
• Monitoring, Observatoire de l'environnement, Observatoire de la biodiversité
• Imagerie satellitaire
• Système de positionnement par satellites
• Cyndinique, Radiotélécommunication de catastrophe, Plan de continuité

Liens et documents externes

• Site GMES de l'Union Européenne
• Site d'information sur les projets R&D GMES, site maintenu par le projet SWIFT de la Commission Européenne
• Projet BOSS4GMES : Publications, Présentation Multimedia et Video sur GMES
• GMES sur le site du CNES
• GNU (GMES Network of Users)
• Article sur le 1er GMES Masters

---

Agence spatiale européenne (ESA) : missions, lanceurs et structures
Sondes spatiales	ISEE 2 (1977) • Giotto (1985) • Ulysses (1990) • SoHO(1995) • Huygens (1997) • Mars Express (2003) • SMART-1 (2003) • Rosetta (2004) • Venus Express (2005) • ExoMars (2013) • BepiColombo (2013) • Solar orbiter (2015) • Mars Sample Return (> 2016) • TSSM (vers 2020)• EJSM (vers 2020)
Observation de la Terre	Météosat 1 (1977-1997) • ERS 1 et 2 (1991, 1995) • Cluster (2000) • Météosat 2 (2002-2013) • Envisat (2002) • Double Star (2003) (avec Chine) • CryoSat (2005) • MetOp-A (2006) • ADM-Aeolus (2009) • GOCE (2009) • SMOS (2009) • CryoSat-2 (2009) • SWARM (2010) • Sentinelle-1 (2011) • Sentinelle-2 (2012) • Sentinelle-3 (2012) • EarthCare (2012)
Astronomie / Cosmologie	COS-B (1975) • IUE (1978) • EXOSAT (1983) • Hipparcos (1989) • Hubble (1990) (avec Nasa) • Eureca (1992) • ISO (1995) • SOHO (1995) (avec Nasa) • XMM-Newton (1999) • Integral (2002) • COROT (2006) • Planck (2009) • Herschel (2009) • LISA Pathfinder (2009) • Gaia (2011) • JWST (2013) • Darwin (2015) • LISA (2015)
Autres types de mission	GEOS 1 et 2 (1977, 1978) • Olympus (1989) • Artemis (2001) (avec le Japon) • Proba (2001) • SSETI Express (2005) • Galileo (2005–2008) • Columbus (2008) • Proba-2 (2009) • ERA (2010) • HYLAS (2010) • Cupola (ISS) (2010)
Lanceurs, cargos et vaisseaux habités	Ariane 1 • Ariane 2 • Ariane 3 • Ariane 4 • Ariane 5 • Vega (2009) • Hermès • ATV (2008-) • Crew Space Transportation System
Installations au sol	Base de lancement de Kourou • Centre européen d'opérations spatiales (ESOC) • Centre européen de technologie spatiale (ESTEC) • Institut européen de Recherches spatiales (ESRIN) • Centre des Astronautes européens (EAC) • Centre européen d'Astronomie spatiale • Esrange (Suède) • Institut européen de Politique Spatiale (ESPI) • European Space Tracking (ESTRACK)
Programmes	Programme Aurora • Living Planet Programme • GMES • Orfeo Programme
Voir aussi	Arianespace • EUMETSAT • ESRO • CNES • Les articles rangés dans la catégorie Agence spatiale européenne

• Portail de l’astronautique
• Portail de l’Union européenne