Une technologie d’ABB contribue à des découvertes scientifiques depuis l’espace

Étude de cas

Une technologie d’ABB contribue à des découvertes scientifiques depuis l’espace
Étude de cas | Juillet 2024 

De récentes découvertes scientifiques rapportées par l’Agence spatiale canadienne révèlent un processus chimique dans l’atmosphère par lequel les incendies intenses contribuent à la destruction de la couche d’ozone. Ces découvertes ont été rendues possibles grâce à la technologie d’ABB embarquée à bord du satellite SCISAT.

Présentation

Lancé en 2003, le satellite SCISAT de l’Agence spatiale canadienne suit les changements dans la composition de l’atmosphère, y compris la précieuse couche d’ozone. Le satellite permet de calculer précisément la quantité de produits chimiques qui migrent en hauteur ; ces produits chimiques peuvent réagir avec l’atmosphère et altérer la protection UV qu’elle offre à la vie qui se trouve en dessous.

Le satellite SCISAT, qui à l’origine était prévu pour durer deux ans en orbite pour fournir des images instantanées des processus chimiques, a célébré ses 21 ans de mise en orbite en août 2024. Il a largement dépassé les attentes de la communauté scientifique et est devenu une référence internationale en matière de profilage vertical de la composition atmosphérique en haute altitude. Lors de son lancement, l’orbite de SCISAT a été choisi pour optimiser sa prise de mesures près du Pôle Nord, où un trou a été décelé dans l’ozone au milieu des années 1980.

« Nous sommes très fiers que les données de SCISAT soient utilisées par des scientifiques partout à travers le monde pour surveiller la santé de l’atmosphère de notre planète ; cette fine couche de gaz qui rend la vie possible », explique Frederic J. Grandmont, de la division Mesures et analyses d’ABB. « Toutes sortes d’émissions générées par les activités humaines s’accumulent dans cet espace clos géant. Il est crucial de suivre de près ce qui s’y passe, et c’est exactement ce que fait le SCISAT. »

 

Les toutes dernières données de SCISAT démontrent que les incendies intenses contribuent à la destruction de la couche d’ozone

En 2024 seulement, les données de SCISAT ont contribué à de nombreuses découvertes par les scientifiques. La plus récente est une observation chronologique d'un processus chimique dans l'atmosphère qui révèle l'appauvrissement de la couche d'ozone à la suite d'incendies de forêt intenses. Le Canada a connu d’importants incendies de forêt au cours des dernières années. Cependant, ceux-ci sont également un grand enjeu à l’échelle mondiale. Les résidus des incendies peuvent se répandre à travers le monde en altitude élevée à l’aide des courants aériens, puis atteindre des couches atmosphériques normalement isolées des interactions chimiques en raison de leur hauteur.

Cette découverte et bien d’autres ont été présentées dans le rapport sur l’ozone soumis lors de la réunion des directeurs de recherches sur l’ozone de l’Organisation des Nations Unies, à Genève, en Suisse. L’un des objectifs du rapport est de partager les dernières découvertes concernant les émissions de gaz à effet de serre avec la communauté internationale.

 

La technologie d’ABB à bord de SCISAT

ABB est le principal fabricant de l’ensemble de senseurs utilisé par le satellite SCISAT. L’équipe d’ABB a conçu et produit une version spécialisée de ses systèmes de surveillance continue des émissions qui sont normalement utilisés pour mesurer les émissions industrielles sur Terre. La conception des instruments a été adaptée pour être utilisée dans l’espace et munie d’un instrument vingt fois plus puissant : le spectromètre infrarouge à transformée de Fourier (FTS) capable de distinguer 200 000 différentes couleurs infrarouges sur lesquelles les molécules laissent leurs empreintes irréfutables.

Le FTS peut capter 70 différents gaz atmosphériques jusqu’à leurs parties par billion, du dessus des nuages jusqu’à l’espace, soit plus que n’importe quel autre satellite présentement en orbite. Cette capacité unique est due en grande partie au travail de spectroscopistes de l’Université de Waterloo qui, au cours des années, ont perfectionné le logiciel de traitement des données qui permet de repérer les empreintes les plus légères laissées par les molécules dans le spectre.

Alors que les systèmes de surveillance continue des émissions d’ABB utilisent leur propre source de lumière infrarouge pour quantifier les émissions issues des cheminées industrielles, SCISAT utilise la meilleure source disponible dans l’espace : le soleil. Il atteint son objectif en mesurant les changements spectraux subtils de la lumière du soleil lors de son lever et de son coucher, où les empreintes atmosphériques se superposent.

« Le spectromètre infrarouge à transformée de Fourier peut distinguer 200 000 différentes couleurs infrarouges ».
« Le spectromètre à transformée de Fourier peut capter 70 différents gaz atmosphériques avec une précision de l'ordre de la partie par billion, soit plus que n’importe quel autre satellite présentement en orbite. »

 

Projet de chimie de l’ozone récompensé

En 2009, l’Institut aéronautique et spatial du Canada a décerné le prix Alouette à l’équipe qui était derrière ce projet de chimie atmosphérique pour son éminente contribution à l’avancement de la technologie, des applications, de la science et de l’ingénierie spatiales au Canada.

En 2011, Henry Buijs, qui a joué un rôle de pionnier en utilisant la technique de FTS sur SCISAT a reçu le prix John H. Chapman par l’Agence spatiale canadienne pour son apport remarquable au programme spatial du Canada.

Henry Buijs, qui a joué un rôle de pionnier en utilisant la technique de FTS sur SCISAT

 

Un jalon important pour l’héritage spatial d’ABB

Après avoir développé la charge utile pour la mission de SCISAT de l’Agence spatiale canadienne, ABB s’est imposée comme étant un chef de file en matière de captage d’émissions de gaz à effet de serre depuis l’espace.

Plus récemment, ABB a fourni des technologies hyperspectrales au programme GOSAT du Japon, qui a lancé la cartographie mondiale à l’échelle régionale des sources et puits des gaz à effet de serre depuis sa mise en orbite d’un premier satellite en 2009, suivi d’une version améliorée en 2018.

Aujourd’hui, ABB mise sur cette expérience en fabriquant des versions améliorées de l'interféromètre Fabry-Perot à grand angle (WAF-P) exclusif de GHGSat, qui suit la même empreinte infrarouge des gaz à effet de serre à chaque point d'émission. De cette façon, ABB utilise sa vaste expertise acquise dans le cadre de prestigieuses missions spatiales gouvernementales antérieures et l’applique dans le secteur privé en mettant l’accent sur les données satellitaires exploitables à faible latence pour une utilisation civile.

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