Dossier : Énergie et environnement › Climat et réchauffement
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- Les cendres volcaniques de l’Anak Krakatau découpées couche par couche depuis l’orbite
- Un laser ultraviolet qui tranche l’atmosphère
- Pourquoi un panache cloue des avions au sol
- Un radar qui détecte ce qu’il ne devrait pas voir
- De 1883 à aujourd’hui, l’autre effet des éruptions
- Une mesure nette, une interprétation encore ouverte
Reste à comprendre comment un instrument embarqué parvient à séparer la cendre du sulfate à l’intérieur d’un même panache.
Pour aller plus loin, lire notre article dédié : le premier bilan Atmosphere Watch de Copernicus et les poussières qui franchissent les océans.
Les cendres volcaniques de l’Anak Krakatau découpées couche par couche depuis l’orbite
Le 1er octobre 2026, l’Agence spatiale européenne a publié les mesures prises par son satellite EarthCARE au-dessus du détroit de la Sonde, entre Sumatra et Java. L’Anak Krakatau, dont le nom signifie enfant du Krakatoa, est entré en éruption le 4 septembre. Des milliers de vols ont été cloués au sol et des centaines de milliers de passagers bloqués.
Ce volcan est sorti de la mer au début du siècle dernier, dans la caldeira laissée par l’éruption du Krakatoa de 1883. Son réveil de septembre n’a rien eu de la puissance de 1883, qui avait déclenché un tsunami dévastateur. Mais une éruption même modeste suffit aujourd’hui à désorganiser le trafic aérien sur une large portion d’Asie du Sud-Est.
EarthCARE avait été conçu pour une tout autre tâche : comprendre comment les nuages et les aérosols renvoient le rayonnement solaire vers l’espace et retiennent l’infrarouge émis par la surface terrestre. Un aérosol est une particule en suspension dans l’air, de la poussière minérale à la gouttelette. Le centre d’avis de cendres volcaniques de Darwin, opéré par le service météorologique australien, a ajouté sans attendre les données du lidar du satellite à ses outils de surveillance.
Un laser ultraviolet qui tranche l’atmosphère
Le lidar atmosphérique d’EarthCARE, appelé ATLID, fabrique sa propre lumière. Un lidar fonctionne comme un radar à laser : il envoie une impulsion lumineuse et mesure ce qui lui revient. La fiche technique de l’instrument indique qu’il pèse une demi-tonne et consomme près de 500 watts rien que pour produire son faisceau. Son développement a été conduit par Airbus Defence and Space en France.
Le faisceau part dans l’ultraviolet, à 355 nanomètres, invisible à l’oeil nu. Les impulsions durent 26 nanosecondes, se répètent 51 fois par seconde et transportent de 31 à 35 millijoules. Elles éclairent au sol une tache de 15 mètres de large. Le télescope de réception mesure 62 centimètres. Sur trois ans de vie, l’instrument aura émis environ cinq milliards d’impulsions, soit un peu plus de deux minutes de lumière laser cumulées.
Le tri entre particules et molécules tient à un détail de physique. La lumière qui rebondit sur une particule garde sa longueur d’onde. Celle qui rebondit sur une molécule d’air voit son spectre s’élargir. Un filtre sépare les deux signaux, et le temps de retour donne l’altitude. La résolution verticale atteint 103 mètres du sol jusqu’à 20 kilomètres, puis 500 mètres entre 20 et 40 kilomètres. Des algorithmes estiment ensuite le type d’aérosol rencontré : cendre, fumée, sulfate, sel marin ou poussière désertique.
Les quatre instruments du satellite ne regardent pas la même chose :
| Instrument | Principe de mesure | Apport sur le panache |
|---|---|---|
| Lidar atmosphérique ATLID | laser ultraviolet à 355 nanomètres | altitude et type des aérosols, sommet des couches |
| Radar de profil de nuages | onde de longueur bien plus grande | grosses particules et agrégats de cendre |
| Imageur multispectral | image en fausses couleurs | étendue du panache, cendre et dioxyde de soufre |
| Radiomètre large bande | mesure du bilan radiatif | effet du panache sur l’énergie reçue et renvoyée |
Pourquoi un panache cloue des avions au sol
La cendre volcanique abîme les moteurs d’avion et peut les faire caler. Elle raye aussi les vitres du poste de pilotage et réduit la visibilité des équipages. Les gaz toxiques, le dioxyde de soufre en tête, peuvent contaminer l’air envoyé dans la cabine. Pour encadrer ce risque, neuf centres d’avis de cendres volcaniques se partagent la surveillance de la planète, chacun responsable d’une portion du globe.
L’éruption indonésienne relevait du centre de Darwin. Les avions de ligne croisent en général au niveau de vol 350, soit 35 000 pieds ou environ 10 700 mètres. Andy Prata, du service météorologique australien, explique que les prévisionnistes ont pu vérifier le déplacement du panache vers l’ouest au niveau de vol 500, autour de 15 kilomètres d’altitude, et que le lidar a été déterminant pour confirmer l’altitude de cette partie haute.
Une zone de l’image reste grise. Le faisceau du lidar n’y traverse pas une couche de sulfates trop opaque, et le radar n’y détecte pas les cendres fines. Le message adressé aux autorités de l’aviation n’en est pas moins net : ne pas faire voler d’appareil à cet endroit.
Un radar qui détecte ce qu’il ne devrait pas voir
Robin Hogan, du Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme, souligne que le radar et le lidar n’ont pas la même sensibilité. La longueur d’onde du radar, bien plus grande, le rend sensible aux grosses particules et presque aveugle aux petites. À 200 kilomètres de la source, les particules d’un panache volcanique sont normalement trop fines pour être vues par un radar.
Pourtant, l’instrument a détecté une structure qui s’étend du sol jusqu’à environ 6 kilomètres, attribuée à de gros agrégats de cendre en train de retomber. Helen Dacre, de l’université de Reading, estime que, si cette lecture se confirme, ce serait la preuve que de grosses particules de cendre restent en l’air plus longtemps et voyagent plus loin qu’on ne le suppose souvent, de quoi recaler les modèles de dispersion.
Shannon Mason, du même centre européen, résume la difficulté : les panaches de cendres, de nuages, de gaz et d’aérosols se superposent, interagissent et évoluent vite. L’observation est arrivée assez tôt pour que la structure verticale de l’événement serve en temps quasi réel aux avis destinés à l’aviation.
De 1883 à aujourd’hui, l’autre effet des éruptions
Alex Hoffmann, de l’Agence spatiale européenne, rappelle que les conséquences d’une grande éruption dépassent de loin la gêne aérienne. Les aérosols de sulfate injectés dans la stratosphère par le Krakatoa en 1883 y sont restés plus d’un an, renvoyant une partie du rayonnement solaire et provoquant un refroidissement global temporaire.
Connaître l’altitude d’injection des matériaux volcaniques et leurs propriétés optiques compte donc autant pour le climat que pour la sécurité des vols. En 2024, les données du même lidar avaient déjà servi à suivre le transport mondial des aérosols volcaniques du mont Ruang, également en Indonésie.
La question suivante est celle du rôle des volcans dans la composition de l’air que nous respirons, un sujet que les chercheurs font remonter aux origines de l’atmosphère terrestre.
Une mesure nette, une interprétation encore ouverte
Trois prudences s’imposent. Ce que le satellite mesure, ce sont des signaux lumineux et radar, pas directement des cendres : la nature des couches est déduite par des algorithmes. La zone grise, elle, n’est pas tranchée et demande d’autres travaux. Et l’hypothèse des gros agrégats reste formulée au conditionnel par les scientifiques qui l’avancent.
Reste que la mesure arrive au bon moment pour un volcan dont l’activité est intermittente depuis plus d’un siècle. Les volcans réservent d’ailleurs encore des surprises aux géologues, à l’image de l’Uturruncu en Bolivie, qui gonfle sans entrer en éruption.
L’observation spatiale continue, de son côté, d’ajouter des couches de mesure à l’étude de l’atmosphère et des forêts, comme le satellite Biomass lancé pour peser le carbone des forêts. Ajouter Le Point du Jour à ses sources préférées sur Google permet de suivre les prochaines publications tirées de ces mesures.
Crédit photo © LePointDuJour
