Biomass (ESA) : son radar voit sous le sable du Sahara

Le radar de Biomass peut pénétrer jusqu’à cinq mètres dans le sable sec, et ses données servent à étudier des lits de rivières et des lacs disparus. Le satellite de l’ESA a été lancé le 29 avril 2025 depuis Kourou par une fusée Vega-C. Sa mission première est de mesurer la biomasse des forêts, là où se stocke l’essentiel du carbone. Le Sahara n’était pas la cible principale.

Les premières images montrent une partie du massif du Tibesti, dans le centre du Sahara, surtout au nord du Tchad.

Soixante-dix centimètres d’onde, et le sable devient presque transparent

Biomass est le premier satellite à embarquer un radar à synthèse d’ouverture en bande P. Cet instrument fonctionne à 435 MHz, avec une longueur d’onde de 70 cm, une première mondiale. Les radars spatiaux classiques utilisent des ondes plus courtes, qui rebondissent sur le feuillage, sur la glace ou sur la surface du sable. Une onde de cette taille s’enfonce plus loin, jusqu’à ce qu’elle rencontre une couche qui lui renvoie un écho.

Au-dessus d’une forêt, elle traverse la canopée sur 40 mètres pour atteindre troncs et branches. Au-dessus d’un désert hyper-aride, le principe est le même, avec une condition : le sable doit être très sec. La moindre humidité absorberait le signal.

L’instrument impressionne par sa taille. Le satellite pèse 1250 kg, évolue à 666 km d’altitude et déploie une antenne de 12 mètres de diamètre. Il balaie des bandes d’environ 50 km de large. L’antenne, un grand réflecteur en maille, se déplie en orbite, un peu comme un parapluie géant.

Ce que l’image du Tibesti laisse voir

L’image diffusée par l’ESA couvre environ 100 km dans le sens de la trajectoire du satellite, sur 60 km de large. Sur une image optique du même endroit, on ne verrait que du sable et de la roche. Sur celle de Biomass, des structures linéaires apparaissent, tracés de cours d’eau qui n’existent plus à la surface. L’ESA y voit la preuve que la pénétration annoncée dans le sable sec est bien atteinte.

Ces tracés ont une histoire. Le Sahara a connu des périodes humides il y a plusieurs milliers d’années, avec des lacs et des réseaux hydrographiques que le sable a ensuite recouverts.

Ces données doivent aider à comprendre le climat passé, et à prospecter des ressources en eau fossile dans les régions désertiques. Pour des pays qui dépendent de nappes anciennes, savoir où elles furent alimentées n’a rien d’une curiosité académique.

Une idée de chercheur, des décennies avant le lancement

Voir sous le sable depuis l’espace n’est pas né avec Biomass. La mission SIR-A avait déjà servi à cartographier des structures géologiques enfouies sous le Sahara. Elle volait à bord d’une navette américaine, au début des années 1980.

Le chercheur Philippe Paillou résume l’idée de départ : utiliser des radars satellitaires aux longueurs d’onde les plus grandes possibles pour voir à travers le sable. Selon lui, les ondes pénètrent jusqu’à cinq mètres dans le sable sec, dans certaines conditions, ce qui offre une occasion sans précédent d’étudier les paléopaysages. Les images montrent par exemple d’anciens affluents du Nil et un cratère enfouis. Ce type d’étude passait jusque-là par des campagnes aéroportées ou des archives de missions anciennes, limitées à quelques zones.

Biomass change l’échelle. Le satellite revisite régulièrement les mêmes régions, et la mission est pensée pour une couverture mondiale. Son radar fonctionne très bien, il est entièrement mis en service, et les données de premier niveau sont désormais en accès libre. Les équipes de géologues et de climatologues peuvent donc les exploiter sans passer par l’agence.

Les limites du procédé, et ce qui vient ensuite

Le radar ne fait pas de miracle. Les cinq mètres valent pour du sable sec, et l’ESA parle d’une pénétration attendue pouvant atteindre cinq mètres, pas d’une garantie partout. Un sol humide, une croûte saline ou des dunes très épaisses réduiront la profondeur utile.

La résolution compte aussi. Les produits sur les forêts sont fournis à une échelle spatiale de 200 mètres, ce qui convient pour repérer un ancien chenal, mais pas pour fouiller un site archéologique. Les spécialistes parlent d’un outil de repérage : il indique où envoyer des équipes, ou croiser d’autres capteurs.

Le désert n’est d’ailleurs pas le seul terrain annexe. Une autre image montre le glacier Nimrod, en Antarctique, où la longue onde de Biomass permet de mesurer la vitesse et la structure interne de la glace, ce que les radars à ondes courtes font mal. Quant au Sahara, le radar en bande P y révèle des vestiges d’anciens réseaux hydrographiques enfouis. Les prochaines acquisitions, sur d’autres déserts comme la péninsule arabique, diront si ces premiers résultats se répètent ailleurs.

Sources : futura-sciences.com | reves-d-espace.com