Tête à tête avec l’ONERA

Office national d'études et de recherches aérospatiales, le spatial est déjà au cœur de l’ONERA. Comment et quels sont vos objectifs ?

Xavier Briottet : L’ONERA, de par sa mission, mène des activités de recherche en concertation avec l’écosystème national et européen dans les domaines Aéronautique, Espace et Défense. Afin de structurer cette palette, l’ONERA a défini des axes stratégiques qui se déclinent en une trentaine de feuilles de route, dont une dizaine concerne le domaine spatial, et ce selon deux grands volets : l’accès performant et sûr à l'espace, et l’utilisation durable et sécurisée de l'Espace. Notre département optique représente 200 personnes permanentes et non permanentes.

Xavier Briottet, Chargé de Mission Télédétection Optique Passive et Active à l’ONERA. © ONERA

De quelle façon l’ONERA est-il impliqué dans les problématiques de changement climatique ?

X.B. : L’ONERA n’est par un organisme spécialiste du climat mais nous nous sommes emparés de la question du changement climatique depuis bien longtemps. Nous travaillons pour cela avec plusieurs partenaires, comme l’Institut Pierre Simon Laplace, pour améliorer notre compréhension de l’impact de l’aviation sur le climat via, par exemple, l’étude des trainées de condensation par les moteurs d’avions et l’impact des nouveaux types de carburants. De manière indirecte, l’ONERA mène de nombreuses études sur la réduction de la consommation de carburants grâce à de nouvelles architectures de cellules d’avions et de moteurs. Typiquement, dans notre département Optique, nous cherchons à comprendre un phénomène physique via des travaux théoriques et des modélisations pour développer une instrumentation adéquate permettant d’observer le-dit phénomène et en déduire des variables importantes pour la communauté.

De fait, l’ONERA s’implique dans de nouvelles missions d’observation de la Terre, tant pour développer de nouveaux capteurs optiques que pour définir et valider de nouveaux produits capables de caractériser des activités anthropiques à l’échelle locale. Dans ce cadre, nous travaillons beaucoup sur les mesures de gaz à effet de serre, la caractérisation des gaz et aérosols anthropiques issus de sites industriels, ce qui nécessite une haute résolution spatiale dotée d’une grande richesse spectrale pour caractériser les panaches et leur dispersion. Nous travaillons également sur la détermination de la composition biophysique et biochimique de la végétation pour, et nous sommes reconnus pour cela, qualifier la pollution des sols par des hydrocarbures ou métaux lourds. De la même façon, étudier l’état de santé des forêts (tout particulièrement en zone Méditerranée) nous permet d’estimer leur potentiel d’inflammabilité et donc leur vulnérabilité aux feux.

Enfin, l’ONERA développe des compétences très particulières en milieu urbain, tout particulièrement en termes de classification des sols grâce à leurs propriétés optiques et d’îlots de chaleur grâce à l’infrarouge thermique.

Tous ces travaux sont validés sur des données spatiales existantes- Venus, Sentinel-2, Prisma, EnMap, Ecostress, Aster (Landsat), MODIS- ou sur des données aéroportées, ou encore à partir de nos propres moyens, pour partie développés dans notre département.

« Le SCO est un lieu privilégié qui nous permet de mieux orienter nos recherches en lien avec les impacts du changement climatique. »

De fait, qu’attendez-vous du SCO France, dont l’ONERA est membre depuis sa création en 2019 ?

X.B. : L’ONERA étant un organisme de recherche et d’études, il est essentiel pour nous de pouvoir échanger avec la communauté du SCO pour comprendre finement les nombreuses problématiques scientifiques qui découlent du changement climatique, les besoins en travaux de recherche pour appréhender les effets et tenter d’en atténuer les impacts. Par ailleurs, il est dans notre ADN de favoriser le transfert de connaissances vers l’industrie, ce à quoi l’approche collaborative public/privé du SCO fait un très bon écho.

Quelle pierre peut apporter l’ONERA à l’édifice SCO ?

X.B. : L’ONERA s’investit depuis plusieurs dizaines d’année dans la compréhension à petite échelle de la physique de la mesure pour valoriser des applications basées sur la télédétection. C’est une compétence rare, et nous sommes particulièrement reconnus pour l’utilisation d’imagerie hyperspectrale dans le domaine réflectif et dans l’infrarouge thermique. Ces connaissances nous permettent de développer des applications très innovantes pour caractériser une activité anthropique comme la pollution industrielle, l’évaluation de la dégradation de la biodiversité de forêt et le comportement des milieux urbains. Ce faisant, cela génère des collaborations importantes avec les centres de recherche comme le BRGM, le Cerema, le CNRS ou encore l’INRAe, mais aussi à l’international. De cette façon, l’ONERA vient en support pour aider les équipes à extraire de la télédétection des paramètres caractéristiques liés au changement climatique.

La disponibilité récente de nouvelles données spatiales hyperspectrales (Prisma, EnMap…) ou à terme infrarouge thermique, comme celle de la mission Trishna, ouvre de nouvelles perspectives que nous voulons valoriser avec nos partenaires.

Vous participez au projet Thermocity, qui vient de se clôturer. Pourquoi ce projet, quel a été votre rôle ?

X.B. : Les travaux réalisés par l’ONERA dans le cadre du projet Thermocity s’inscrivent dans deux de nos feuilles de route transverses : les capteurs embarqués pour l'Observation de la Terre et l'activité anthropique et la perception augmentée par IA de l’environnement naturel et opérationnel. Ce projet illustre parfaitement notre contribution en termes de physique de la mesure. En collaboration avec le CNES, le CNRS et le CSTB, nous avons mis à profit nos connaissances pour construire des cartes de température de surface de plusieurs métropoles françaises. Le milieu urbain étant très complexe, nous avons associé des indicateurs à chaque pixel de l’image afin de créer un masque de qualité pour les utilisateurs de ces données. Dans ce cadre, nous avons développé des méthodes dites de désagrégation en couplant des données dans les domaines réflectif (Sentinel-2) et infrarouge thermique (Ecostress et Aster) pour reconstruire des cartes de température de surface à une résolution de 20 mètres, nécessaire pour avoir une vision à l’échelle de la rue (contre 90 mètres en sortie de capteur IR). Ces travaux nous ont permis d’aborder les îlots de chaleur urbains, à savoir l’écart de la température de l’air en un point de la ville avec l’extérieur. Les produits générés sont maintenant accessibles sur le site THEIA.

Pour nous, Thermocity constitue une étape pour valoriser à terme les données de la mission Trishna, dont nous sommes leaders du groupe urbain, avec l’objectif d’améliorer nos méthodes et la précision des cartes de température. Nous avons d’ailleurs des projets avec l’Université de Strasbourg et le Cerema pour développer de futurs produits Trishna qui, nous l’espérons, pourront être valorisés dans des projets SCO. Nous travaillons par ailleurs -notamment sur Toulouse avec la société Magellium- à améliorer la classification urbaine grâce à l’intelligence artificielle.

Quel futur voyez-vous pour le SCO ?

X.B. : Je vois déjà l’évolution entre 2019 et aujourd’hui : quand on discute avec les laboratoires, le SCO fait partie des guichets pertinents à solliciter, il est en passe de devenir un réflexe car il valorise les travaux et favorise les collaborations. Je pense que ce partenariat public-privé est essentiel pour pouvoir faire monter en puissance la donnée spatiale plus rapidement et avoir ainsi une meilleure compréhension de l’environnement. Le secteur privé devrait s’emparer de mieux en mieux de l’utilisation de ces données, ce qui ne pourra qu’améliorer à plus grande échelle et plus rapidement la compréhension de notre système.

Quant à l’ONERA, je répète que notre savoir peut alimenter les travaux sur la végétation urbaine et le cycle phénologique, la santé des forêts et leur vulnérabilité aux feux, la pollution et la réhabilitation de site industriel ou minier… Nous invitons les équipes projets à nous solliciter, en particulier celles des startups qui souhaitent répondre aux Appels à Projet émis par Bpifrance dans le cadre du programme France 2030 !

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Sous la tutelle du ministère des Armées, l’ONERA a pour missions de développer et d'orienter les recherches dans le domaine aérospatial, de concevoir, réaliser et mettre en œuvre les moyens nécessaires à l'exécution de ces recherches, d'assurer la diffusion nationale et internationale des résultats et d'en favoriser la valorisation par l'industrie, y compris en dehors du domaine aérospatial.