Mégaprojets
Technologie satellitaire : Suivi et réduction des émissions de méthane
Suivre le bon indicateur du réchauffement climatique
En ce qui concerne le changement climatique induit par les gaz à effet de serre, l'attention du public se porte principalement sur le CO₂.2, car il s'agit de loin de l'émission la plus durable, restant stable dans l'atmosphère et contribuant à l'augmentation de la température mondiale.
Mais un autre facteur clé est le méthane, un gaz à effet de serre très puissant, principalement libéré par les fuites dans les gisements de charbon, de gaz et de pétrole. Évaluer et réduire correctement les émissions de méthane sera essentiel pour réduire les émissions de gaz à effet de serre.
Cependant, c'est plus facile à dire qu'à faire, avec des émissions provenant des champs pétroliers et gaziers situés dans des zones reculées, des fuites diffuses provenant de grandes mines de charbon, voire des activités agricoles et de la fonte du pergélisol.
C’est pourquoi un réseau croissant de capteurs spatiaux est mis en place pour mesurer les émissions de méthane. Ces constellations de satellites peuvent détecter le méthane directement depuis l’espace, sur une vaste zone simultanément, et évaluer la situation avec précision.
À mesure que cet outil gagne en précision et assure une couverture en temps réel de la Terre, des données de haute qualité sur le calendrier et la quantité des émissions de méthane deviennent disponibles.
Émissions de méthane : notions de base
Pourquoi surveiller les émissions de méthane ?
CO2 Il s'agit du principal facteur d'émissions de gaz à effet de serre, car c'est de loin le plus abondant, et aussi celui qui est le plus produit par les activités humaines.
Cependant, le méthane, un autre gaz à effet de serre produit massivement par la civilisation humaine, est beaucoup plus puissant pour retenir la chaleur (effet de serre). Il est 28 à 34 fois plus puissant que le CO₂.2 Son pouvoir de piégeage de la chaleur est plus de 80 fois supérieur sur une période de 100 ans, et plus de 80 fois supérieur sur une période plus courte de 20 ans.
Donc, tandis que CO2 C’est peut-être le chiffre qui compte pour l’augmentation des températures à long terme, mais le méthane a un impact très important sur l’effet de réchauffement immédiat.
Le problème supplémentaire réside dans le fait que les boucles de rétroaction peuvent accélérer le réchauffement. Par exemple, le réchauffement provoque la fonte des glaces dans les régions nordiques comme le Canada et la Sibérie, ce qui entraîne une augmentation des émissions de méthane et une absorption accrue de chaleur par les sols plus sombres.
Ainsi, des niveaux élevés d'émissions de méthane à court terme peuvent créer un réchauffement accéléré à court terme, qui aura ensuite un effet à long terme sur la température mondiale par l'accélération des boucles de rétroaction, créant des changements durables et potentiellement irréversibles de la température mondiale.
Donc, même si, heureusement, sa durée de vie atmosphérique n'est en moyenne que de 12 ans (avant de se décomposer en CO₂), même si, par chance, sa durée de vie atmosphérique n'est que de 12 ans en moyenne (avant de se décomposer en CO₂),2), il est loin d'être un simple effet transitoire que les molécules de méthane peuvent avoir sur le climat.
Les émissions de méthane augmentent encore plus rapidement que celles de CO22 Compte tenu des émissions de ces dernières années, une action urgente s'impose, ce qui nécessite de comprendre clairement d'où provient le méthane.
Source: AIE
Comment mesure-t-on le méthane ?
Pour les mesures locales, la concentration de méthane peut être mesurée à l'aide de divers capteurs utilisant différentes méthodes de détection comme l'ionisation de flamme, les lasers, les billes catalytiques, etc.
Mais pour les mesures à plus grande échelle, on préfère généralement les capteurs infrarouges, car ils peuvent détecter les panaches de méthane en détectant la capacité du méthane à absorber des longueurs d'onde spécifiques dans le spectre infrarouge, dans la gamme des infrarouges à ondes courtes (SWIR).
Pour des échelles de détection encore plus grandes, les satellites doivent déployer des mesures encore plus précises. Ainsi, bien que le principe général consiste souvent à détecter les variations d'absorption dans le domaine SWIR, des technologies supplémentaires sont désormais mises en œuvre.
Une méthode est capteurs multispectraux Ces capteurs possèdent quelques larges bandes de détection. Bien que non spécifiques à la détection du méthane, des capteurs comme ceux de Sentinel-2 et Landsat-8 peuvent détecter les importants panaches d'émissions (« super-émetteurs ») en comparant la réflectance dans leurs bandes SWIR. Cette méthode est suffisante pour une estimation approximative et la détection des émissions les plus importantes, mais elle est insuffisante pour des mesures précises et la détection des sources d'émissions plus faibles, ne permettant ainsi pas d'appréhender pleinement le phénomène.
Une autre méthode consiste à utiliser interféromètres d'imagerieCes dispositifs combinent des sources lumineuses pour créer des figures d'interférence. Cela permet une détection haute résolution du méthane depuis de petits satellites et constitue la méthode notamment utilisée par… constellation de satellites GHGSat (voir ci-dessous).
Enfin, le capteurs hyperspectraux On peut utiliser des techniques qui capturent des données sur des centaines, voire des milliers, de bandes spectrales étroites et contiguës. De cette manière, elles couvrent l'ensemble des gammes du visible, du proche infrarouge et de l'infrarouge à ondes courtes, créant ainsi des « empreintes » spectrales uniques pour chaque pixel. Ceci permet une identification précise des matériaux composant l'atmosphère à différentes altitudes, notamment le méthane. Il s'agit de loin de la méthode la plus avancée, et elle est déployée dans PRISMA (Italie) et EnMAP (Allemagne).
Grâce à ces nouvelles méthodes, la détection par satellite des émissions de méthane devient de plus en plus précise, permettant ainsi des politiques plus efficaces.
Principales initiatives de suivi du méthane
Un vaste réseau de détecteurs de méthane par satellite est en cours de construction ou de lancement, créant un maillage dense de détecteurs d'émissions de méthane, chacun ayant ses propres spécifications techniques et une utilisation de niche utile.
Certaines sont des initiatives commerciales, d'autres font partie de programmes de recherche publics sur le changement climatique, et d'autres encore sont liées à des partenariats public-privé mixtes.
Source: MéthaneSAT
GHGSat
GHGSat gère actuellement la plus grande constellation commerciale de capteurs de méthane et de CO22 détection, avec 16 satellites en orbite d'ici 2026.
La technologie de l'entreprise est capable de détecter les émissions de méthane avec une résolution aussi petite que 25 mètres (82 pieds), ce qui lui permet de localiser les puits de gaz et de pétrole individuels.
L'entreprise a mis au point le premier capteur pour petits satellites capable de détecter le méthane (CH₄).4) émissions. Ces interféromètres imageurs brevetés s'intègrent dans des satellites très petits (et donc moins chers) mesurant seulement 20 x 30 x 40 cm (7.8 x 11.8 x 15.7 pouces).
Source: GHGSat
Il s'agit d'une remarquable prouesse technique de la part de GHGSat, qui a développé cette capacité avec un investissement inférieur à 1 % de celui des autres sociétés satellitaires. Ceci a permis de créer une capacité d'observation 100 fois plus précise que celle de nombreux autres satellites, capable de détecter le méthane de manière fiable.
Au total, la société disposait de 534 MTCO2e/an d'émissions de méthane détectées par ses satellites.
Source: GHGSat
L'entreprise ne se contente pas de surveiller le méthane, mais aussi CO2 avec GHGSat-C10 « Vanguard », le premier satellite commercial au monde à haute résolution CO₂2 capteurElle permet des mesures précises sur des sites à forte intensité de carbone jusqu'à 25 m au sol.
« Nos satellites à haute résolution ont contribué à placer le méthane – un gaz à effet de serre longtemps négligé – au cœur des préoccupations climatiques. Pour la première fois, les exploitants d’aciéries, de centrales électriques et de complexes pétrochimiques auront accès à des données et à un système de surveillance des émissions indépendants, précis et normalisés à l’échelle mondiale. »
Enfin, l'entreprise réalise également mesures aéroportéesGrâce à un système de levés linéaires capable de couvrir jusqu'à 800 km par jour à une altitude maximale de 3 000 m (500 miles – 10 000 pieds), cette mesure permet de détecter et de quantifier les émissions de méthane provenant de sources individuelles jusqu'à 10 kg/h, améliorant ainsi la précision des mesures effectuées par satellite.
Globalement, des capteurs bon marché, compacts et suffisamment précis constituent probablement la meilleure solution pour un suivi efficace des émissions de méthane, car des survols réguliers et une couverture continue sont indispensables pour mesurer correctement les émissions réelles. De plus, les mesures effectuées depuis l'espace ou les airs permettent de réduire les coûts et d'améliorer la sécurité, puisqu'aucun accès aux sites analysés n'est nécessaire.
MéthaneSAT
Lancé en 2024, ce satellite est conçu pour combler le fossé entre la cartographie régionale et l'imagerie de précision, afin de pouvoir suivre à la fois les grands émetteurs et les sources dispersées plus petites.
Les données de MethaneSAT présentent les émissions sur une vaste région, représentées sur une carte thermique quadrillée. Il s'agit des émissions diffuses, ou sources dispersées. Les cellules de la grille ont des dimensions telles que 4 km x 4 km ou 5 km x 5 km.
Il peut identifier la source émettant du méthane à un débit de 500 kg/h. Cela suffit à expliquer plus de 80 % des émissions de méthane liées à la production mondiale de pétrole et de gaz.
Là où MethaneSAT est moins performant en résolution, il excelle en précision, avec une détection du méthane en excès à 3 ppb (parties par milliard), soit la plus haute précision parmi les satellites en orbite, grâce à deux spectromètres infrarouges passifs Littrow détectant l'oxygène et le CO₂.2et du méthane. Cela a démontré l’importance de mesurer les faibles émissions de méthane, et pas seulement celles des soi-disant « super-émetteurs ».
« 70 % des quelque 15 millions de tonnes de méthane émises chaque année par les activités pétrolières et gazières terrestres aux États-Unis continentaux proviennent de petites sources dispersées, émettant moins de 100 kilogrammes de méthane par heure. Près d'un tiers (30 %) provient de sites rejetant moins de 10 kilogrammes par heure. »
Fin 2025, l'équipe MethaneSAT avait collecté des données sur 41 bassins pétroliers et gaziers à travers le monde, couvrant 25 pays et 50 % de la production mondiale terrestre de pétrole et de gaz. Près de 800 chercheurs, analystes et utilisateurs techniques issus de l'industrie, des gouvernements, du monde universitaire et des ONG ont eu accès à nos données de niveau 3 et 4 sur les plateformes Google.
Vous pouvez avoir un aperçu de cette capacité sur la page associée des applications du moteur de recherche Google Earth.
Cartographe de carbone
Carbon Mapper est le fruit d'un partenariat public-privé unique, lancé en 2019, visant à développer et déployer deux satellites capables de détecter et de quantifier le méthane et le CO₂.2 super-émetteurs.
Le projet est financé par une organisation à but non lucratif 501 (c) (3), Carbon Mapper, qui dépend de la générosité des bailleurs de fonds philanthropiques.
Sur le plan technique, des organisations comme le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, Planet Labs PBC, le California Air Resources Board (CARB), l'Université d'Arizona, l'Arizona State University, l'Université de Stanford, l'Université de Harvard, l'Université du Michigan et RMI ont apporté leur expertise.
Sur le plan financier et philanthropique, on trouve notamment la High Tide Foundation, Bloomberg Philanthropies et la Grantham Foundation for the Protection of the Environment.
« Grâce au lancement de notre premier satellite, Carbon Mapper, et avec nos partenaires, nous travaillons à accroître la disponibilité des données publiques afin d'accélérer la réduction des émissions à l'échelle mondiale. »
Les satellites sont équipés pour détecter les panaches de méthane, par exemple, provenant de pipelines ou de torchères, avec des taux d'émission aussi faibles que 70 kg/h dans des conditions modérées (limite de détection prévue à 90 % d'environ 100 kg/h).
L'instrument embarqué sur le satellite Tanager-1 de Planet représente une technologie de spectromètre imageur de 5e génération, conçue par le JPL de la NASA.
Source: Cartographe de carbone
Avant le lancement du premier satellite en 2024, Carbon Mapper utilisait des spectromètres imageurs embarqués à bord d'avions pour détecter les super-émetteurs de méthane, notamment AVIRIS-NG de la NASA, du JPL et l'Observatoire aéroporté mondial du Centre pour la découverte mondiale et la science de la conservation de l'ASU.
AIRMO
AIRMO est une initiative menée par l'Allemagne visant à développer une constellation de satellites qui utilisera une combinaison unique de capteurs LiDAR et SWIR (infrarouge à ondes courtes) pour suivre le méthane même à travers les nuages ou la nuit.
Le spectromètre SWIR à balayage linéaire sera capable de détecter les colonnes de méthane avec une résolution d'échantillonnage au sol d'environ 50 m transversalement à 500 km d'altitude. Le système micro-LiDAR améliorera la précision et la sensibilité de détection au-delà des capacités des spectromètres seuls.
Le système combinera les données satellitaires avec celles des capteurs TDLAS aéroportés et utilisera une nouvelle méthode d'analyse de données basée sur l'IA.
AIRMO a annoncé en février 2026 un partenariat stratégique avec EnduroSat.EnduroSat fournira ses services. Conception modulaire sans fil brevetée FRAME-15, plateforme satellite flexible de classe ESPA, logiciel flexible., avec une charge utile de 70 kg et une puissance de 3.4 kW, une conception déjà utilisée dans 120 satellites opérationnels.
« Nous avions besoin d'un partenaire capable de suivre notre rythme et notre ambition. EnduroSat possède précisément l'expertise technique et l'expérience en matière d'exécution de missions dont nous avons besoin pour mettre notre charge utile en orbite dans les délais prévus et conformément aux spécifications. »
Le lancement du premier satellite est prévu début 2027 et servira de base à une constellation de plus de 12 satellites conçue pour fournir des renseignements mondiaux sur le méthane à grande échelle avec une résolution temporelle inégalée.
Les marchés cibles initiaux comprennent les infrastructures gazières européennes, l'Asie centrale et le Moyen-Orient — des régions qui présentent certaines des émissions de méthane les plus élevées et les moins surveillées au monde.
GESat / Copernicus (Europe)
L'Agence spatiale européenne (ESA) travaille sur ce projet qui a vu le lancement du premier satellite faisant partie de Détection absolueLa constellation de satellites sera lancée en 2025 par une fusée SpaceX. Les satellites sont construits autour des plateformes CubeSat 12u standard.
GESat GEN1 embarque une combinaison d'instruments hyperspectraux permettant d'identifier avec une grande précision les émissions de méthane. Il utilise notamment un large spectre de détection infrarouge, refroidi par le système CRYASSY afin d'améliorer la sensibilité et la résolution spectrale des instruments.
Source: Détection absolue
La mission détectera et quantifiera les émissions de méthane localisées, avec un seuil de 100 kg/h. Une constellation supplémentaire de 3 satellites (CO₂) sera déployée.2Les satellites MA, B et C devraient être pleinement opérationnels d'ici fin 2026 et fournir des données supplémentaires. L'initiative Copernicus exploite également les données d'autres constellations, notamment GHGSat.
Les données seront analysées par un modèle d'apprentissage automatique (IA) guidé par la physique et entraîné sur des pétaoctets de données atmosphériques et météorologiques. Ceci permettra d'améliorer les mesures dans toutes les conditions météorologiques, y compris lorsque le vent et d'autres phénomènes météorologiques peuvent déformer les données d'émission initiales.
Source: Copernicus
PRISMA
PRISMA, ou PRecursore IperSpettrale della Missione Applicativa, est un satellite hyperspectral italien lancé par l'Agence spatiale italienne (ASI) en mars 2019.
Il utilise un spectromètre à prisme pour diviser la lumière réfléchie en 239 bandes spectrales étroites et continues et couvre le spectre de 400 nm à 2500 nm, y compris la lumière visible (VNIR) et infrarouge à ondes courtes (SWIR).
Il combine finalement un capteur hyperspectral avec une résolution de 30 m (100 pieds) avec une caméra panchromatique avec une résolution de 5 m (16 pieds) pour des images nettes et détaillées, et une large largeur de bande de 30 km (18.6 miles).
Cette génération précédente de satellites est capable de détecter le méthane, mais elle a également de nombreuses autres applications dans les domaines de la foresterie, de l'agriculture, de l'urbanisme, de l'exploitation minière, de la surveillance environnementale et de la gestion des catastrophes.
EnMap
EnMAP (Programme de cartographie et d'analyse environnementales) est une mission satellitaire hyperspectrale allemande lancée en 2022.
Elle utilise la spectroscopie d'imagerie pour décomposer la lumière solaire réfléchie par la Terre en 246 bandes spectrales étroites et contiguës, de 420 nm à 2450 nm, couvrant les régions du visible, du proche infrarouge (VNIR) et de l'infrarouge à ondes courtes (SWIR).
Chaque pixel d'une image EnMAP représente une zone au sol de 30 m x 30 m. À l'instar de PRISMA, il s'agit d'un satellite multifonctionnel qui a permis d'obtenir des données importantes sur les émissions de méthane avant le lancement de satellites et de constellations plus spécialisés.
NarSha (Corée du Sud)
NarSha est la première constellation de microsatellites dédiée à la surveillance du méthane en Corée du Sud, composée de plus de 100 satellites, développée par la société sud-coréenne Nara Space pour un lancement en 2026, en collaboration avec l'Université nationale de Séoul (SNU) et l'Institut coréen d'astronomie et des sciences spatiales (KASI).
Les satellites sont construits selon la norme compacte CubeSat 16U, et un premier lot de 12 satellites sera lancé en 2026.
Le nombre considérable de ces satellites permettrait une surveillance mondiale du méthane en quasi temps réel, avec des survols quotidiens de sources d'émission spécifiques. Ce système devrait afficher une haute résolution, avec une résolution spatiale inférieure à 25-30 mètres et des mesures de méthane de haute précision, grâce à une résolution spectrale inférieure à 1 nm (dans la bande spectrale du méthane de 1625 à 1670 nm).
Réduction des émissions de méthane
D'où proviennent les émissions de méthane ?
Grâce à des mesures plus précises effectuées par tous les satellites qui suivent le méthane, nous disposons aujourd'hui d'une image beaucoup plus précise des émissions de méthane qu'en 2020. Globalement, les émissions liées au pétrole et au gaz proviennent principalement d'Eurasie (en particulier de Russie et d'Asie centrale), du Moyen-Orient et d'Amérique du Nord, ainsi que d'Afrique, où elles atteignent des niveaux étonnamment élevés.
Source: AIE
Comment réduire les émissions de méthane ?
Les fuites, les sites de production de combustibles fossiles mal entretenus et le torchage sont autant de sources importantes de méthane qui pourraient être résolues à un coût net quasi nul.
Parmi les nombreuses solutions qui peuvent être mises en œuvre avec les technologies et les ressources disponibles, on peut citer quelques exemples :
- Fournir un accès à l'énergie propre aux sites de production de combustibles fossiles.
- Réduire le torchage.
- Détection et réparation des fuites.
- Unités de récupération de vapeur.
D'autres mesures comme le colmatage des puits qui fuient ou le dégazage des mines de charbon pourraient également avoir un impact, mais sont moins cruciales en termes de volume absolu.
Source: AIE
Toutefois, le montant total des dépenses est relativement faible par rapport à l'économie mondiale, ou par exemple aux revenus des compagnies pétrolières ou aux dépenses militaires, l'estimation de l'AIE de 250 milliards de dollars étant suffisante pour réduire la plupart des émissions de méthane.
« Nous estimons qu'il faudra investir environ 260 milliards de dollars d'ici à 2030 pour mettre en œuvre toutes les mesures de réduction des émissions de méthane nécessaires pour atteindre une réduction de 75 % de ces émissions. Les dépenses annuelles moyennes requises représentent moins de 2 % du revenu net annuel généré par l'industrie des combustibles fossiles. »
Bien que nombre de ces investissements s'autofinancent grâce aux réductions d'émissions et à la récupération de gaz naturel valorisable, certaines initiatives nécessiteront un financement direct lorsqu'elles présenteront un coût net négatif. Toutefois, compte tenu des sommes requises, ce financement pourrait lui aussi être relativement aisé par les institutions internationales.
« Nous estimons que le déficit de financement pour la réduction des émissions de méthane provenant des combustibles fossiles dans les pays à revenu faible et intermédiaire s’élève à environ 60 milliards de dollars (environ 40 milliards de dollars pour les opérations actives et 20 milliards de dollars pour les installations abandonnées). »
Investir dans la surveillance du méthane
(GOOGL )
Google est, bien sûr, surtout connu comme un moteur de recherche ultra-dominant, un outil majeur de la publicité en ligne, un fournisseur de services cloud et un leader en matière d'intelligence artificielle. Mais il l'est aussi, via son Moteur de la Terre, le principal partenaire pour le traitement des données sur les émissions de méthane à des fins réglementaires mondiales.
Earth Engine combine l'imagerie satellite avec les algorithmes de Google et de ses partenaires pour déployer ces informations dans des applications concrètes, utilisables et exploitables.
Ceci comprend ensembles de données prêts à l'emploi couvrant tous les aspects tels que le climat, la météo, la géographie et l'agriculture, ou un accès direct via l'API Earth Engine, disponible en Python et JavaScript.
« Grâce à Google Earth Engine, il est désormais possible, pour la première fois de l'histoire, de traiter rapidement et précisément d'immenses quantités d'images satellites, identifiant ainsi avec une haute résolution où et quand le couvert forestier a changé. Global Forest Watch n'existerait pas sans lui. Pour tous ceux qui se soucient de l'avenir de la planète, Google Earth Engine est une véritable aubaine ! »
Dr Andrew Steer, président et directeur général du World Resources Institute.
Les données peuvent être utilisées pour à des fins non commerciales, auquel cas l'utilisation est gratuite sous réserve de conditions strictes.
Source: Moteur de la Terre
Elle peut également servir à des fins commerciales, offrant à l'entreprise cliente un accès direct à plus de 50 pétaoctets de données prêtes à l'analyse et à une puissance de traitement analytique inégalée. Elle peut ainsi démontrer l'impact des initiatives ESG, identifier les risques environnementaux, optimiser les rendements agricoles, comparer les sites potentiels pour des installations industrielles telles que des centrales photovoltaïques, etc.
« Unilever s’est engagée à mettre en place une chaîne d’approvisionnement sans déforestation d’ici 2023. L’utilisation d’une plateforme géospatiale qui exploite Google Earth Engine et Google Cloud nous permet de réaliser notre ambition de créer une chaîne d’approvisionnement véritablement durable. »
Andrew Wilcox, directeur principal, Approvisionnement durable et programmes numériques, Unilever
De nombreuses entreprises se sont construites grâce à Google Earth Engine, par exemple :
- Blocs de la Terre: Offre une interface sans code pour Earth Engine, la rendant accessible aux utilisateurs non techniques du secteur commercial
- NGIS: Se concentre sur la fourniture d'informations pour le secteur agricole.
- Groupe d'informatique spatiale (GIS)Spécialisée dans l'aide à la décision environnementale, avec une expertise en identification de la végétation, analyse phénologique et surveillance des cultures.
- Moteur climatiqueUn partenaire stratégique qui fournit des applications essentielles intégrées à Google Cloud, aidant les entreprises à gérer leurs ressources en eau et les risques d'incendies de forêt.
Ceci n'est qu'un exemple parmi tant d'autres du pouvoir des données pour une entreprise comme Google. Elles peuvent non seulement avoir un impact positif considérable sur les ONG et autres activités non commerciales, mais aussi fournir un flux de données irremplaçable (et extrêmement précieux et monétisable) à d'innombrables entreprises, directement ou indirectement via des fournisseurs et des experts qui transforment ces données en informations exploitables pour des secteurs ou des cas d'usage spécifiques.
À l'aube de l'ère de l'IA, ce type de mine d'or de données prendra de plus en plus de valeur, notamment pour des entreprises comme Google, capables de l'exploiter au maximum grâce à leur propre expertise interne en IA, dont les LLM comme Gemini ne sont que la partie émergée de l'iceberg.
Dernières actualités et développements concernant l'action Google (GOOGL)
