George Burba

Une station de recherche située dans l'Arctique envoie des données par liaison radio

Radiocommunications et changement climatique

L'avertissement rapide en cas de catastrophe naturelle imminente, des prévisions météorologiques précises et une connaissance détaillée de l'état des ressources hydrologiques mondiales, voici quelques-uns des défis critiques pour la communauté mondiale. Les radiocommunications sont une aide indispensable à l'heure où on lutte contre les conséquences du changement climatique.

La science du changement climatique a tiré largement profit du développement parallèle des technologies de l'information et de la communication (TIC) en général et des technologies des radiocommunications en particulier. Le rôle de celles-ci dans la surveillance météorologique et climatique ressort clairement, par exemple, de la structure du Système mondial d'observation (GOS) de l'Organisation météorologique mondiale, qui fournit des données d'observation de l'atmosphère et de la surface de la Terre, y compris des océans. Il utilise des équipements de télédétection placés à bord de satellites, d'aéronefs et des radiosondes dans des ballons météorologiques, dont les données sont retransmises via des liaisons de radiocommunication vers des centres de contrôle de l'environnement.

Des appareils de surveillance de l'environnement par radiocommunication suivent l'avancement des ouragans, des typhons, des tornades, des orages et des fumées volcaniques ainsi que des grands incendies de forêt. Les prévisions météorologiques seraient beaucoup moins précises sans des systèmes radioélectriques recueillant et traitant les données météorologiques. Les télécommunications par satellite diffusent des informations vers des lieux éloignés et, bien entendu, les diffusions radiotélévisées revêtent une importance primordiale pour alerter le public sur des risques météorologiques ou environnementaux graves. De plus en plus également, ces informations sont envoyées à des téléphones mobiles et autres appareils sans fil.

Mesure du réchauffement de la planète

Les télédétecteurs sont de deux types: des capteurs «passifs» enregistrent les rayonnements reflétés par l'objet à l'étude et des détecteurs «actifs» émettent des ondes radioélectriques et mesurent le signal reflété, comme le radioaltimètre représenté sur la Figure 1. Les données recueillies sont traitées et analysées par ordinateur. Un exemple concret très important de télédétection est la surveillance du réchauffement de la planète.

Afin de promouvoir des parades, il est indispensable de surveiller avec précision l'état du réchauffement de la planète et, à cette fin, il faut observer la concentration et l'augmentation ou la diminution des gaz à effet de serre dans le monde. La surveillance mondiale des gaz à effet de serre est réalisée au moyen de télédétecteurs placés à bord de satellites pour en observer la concentration et la distribution ainsi que l'absorption et l'émission. On trouvera sur la Figure 2 une carte satellitaire mondiale de la distribution du dioxyde de carbone, basée sur les données obtenues par télédétection. Le lancement d'un satellite japonais destiné à surveiller les gaz à effet de serre dans l'atmosphère terrestre a été décrite dans les Nouvelles de l'UIT, numéro de janvier-février 2009.

La hausse des températures à la surface des océans fait partie des facteurs qui sont à l'origine d'orages violents, d'ouragans et de l'élévation du niveau des mers, phénomènes également surveillés par télédétection satellitaire. La température de surface de la mer peut être mesurée avec une précision de ± 0,2 °C (voir la Figure 3).

Il est important de rappeler que les bandes de fréquences utilisées pour la télédétection doivent comprendre les fréquences nécessaires pour surveiller des substances particulières comme la vapeur d'eau ou le dioxyde de carbone. Les propriétés physiques inaltérables de chaque substance signifient que seules certaines fréquences peuvent être utilisées pour les détecter et en extraire des informations sur l'environnement. Cela détermine le choix des fréquences qui peuvent être attribuées à cette fin.

Adaptation au changement climatique et atténuation de ses effets

L'adaptation aux effets négatifs du changement climatique est une question clé partout, mais surtout dans les pays en développement, qui sont souvent les plus vulnérables et les moins équipés pour protéger leur population. Les radiocommunications elles-mêmes contribuent au problème du changement climatique du fait de la prolifération des appareils sans fil (télévisions, émetteurs et téléphones mobiles) qui tous ont besoin d'énergie et rayonnent de la chaleur. Toutefois, elles peuvent aussi contribuer à atténuer les effets du changement climatique, en particulier:

• En réduisant les émissions de gaz à effet de serre des équipements radioélectriques et en aidant d'autres secteurs à réduire les émissions grâce à l'utilisation, par exemple, de la vidéoconférence
• En fournissant des informations sur l'environnement pour mettre en place des stratégies nationales et internationales d'atténuation et d'adaptation
• En mettant au point des systèmes de surveillance climatique, de prévision et de détection des catastrophes, d'alerte avancée et de secours en cas de catastrophe.

Un bon exemple de la réduction des émissions de gaz à effet de serre produites par les systèmes de radiocommunication est le passage de la radiodiffusion analogique à la radiodiffusion numérique. L'utilisation de la modulation numérique signifie que les émetteurs ont besoin de presque dix fois moins d'énergie. Sachant qu'il y a des centaines de milliers d'émetteurs dans le monde, certains consommant jusqu'à 100 à150 kW d'électricité, les résultats peuvent être significatifs. De plus, le nombre d'émetteurs peut être réduit en raison de la possibilité de transmettre jusqu'à dix programmes de télévision sur un seul canal de 8 MHz, et non plus un seul programme par canal.

Faire face aux catastrophes naturelles

La prévision et la détection des catastrophes sont une fonction importante des satellites d'exploration de la Terre, qui fournissent aussi les données pertinentes pour que les systèmes de télécommunication d'urgence diffusent des alertes avancées. En outre, la télédétection par satellite sert à contrôler l'une des conséquences les plus dangereuses du changement climatique — l'élévation du niveau des mers qui risque d'entraîner des inondations côtières dans le monde entier, certains Etats insulaires risquant de disparaître totalement sous les eaux. La Figure 1 donne un exemple de satellite équipé d'un altimètre pour mesurer les niveaux des mers. Des altimètres modernes peuvent identifier une variation du niveau à 2 ou 3 cm près.

Les systèmes de radiocommunication sont particulièrement importants dans les opérations de secours en cas de catastrophe parce que, dans bien des cas, l'infrastructure de télécommunication câblée est endommagée ou détruite par la catastrophe et seuls des systèmes sans fil peuvent être utilisés (surtout des systèmes à satellites et des systèmes de Terre à ondes décamétriques). C'est pour cette raison que le déploiement de communications hertziennes fait typiquement partie des grandes priorités dans toute opération d'intervention en cas d'urgence, de sauvetage et de secours.

Les communications par satellite (voir la Figure 4) peuvent faire une différence réelle pendant les premières heures et les premiers jours cruciaux qui suivent une catastrophe. Elles sont utilisées pour évaluer l'ampleur des dommages, aider à localiser les survivants, mesurer le danger que peuvent courir les équipes de secours et faire en sorte que les équipes d'intervention humanitaire puissent communiquer correctement avec leurs membres, avec d'autres agences, avec les hôpitaux locaux et avec le personnel paramédical. Et les victimes peuvent elles aussi contacter les sauveteurs et parler aux êtres qui leur sont chers, tout cela grâce au pouvoir des radiocommunications.