Les projets FLEX L2 et FLEX DISC : quand la fluorescence végétale aide à mieux comprendre notre planète
Depuis 2017, Magellium Artal Group contribue activement aux projets FLEX L2 et FLEX DISC de la mission FLEX de l’ESA depuis le prototypage et le développement des chaines de traitement, jusqu’au suivi des opérations et des performances de la mission pendant toute la durée de fonctionnement du satellite FLEX.
Qu’est-ce que la mission FLEX de l’ESA ?
Dans le cadre du programme Living Planet de l’ESA destiné à l’observation de la Terre depuis l’Espace, la mission FLEX (pour FLuorescence EXplorer) vise à mieux comprendre le fonctionnement du processus de photosynthèse en effectuant des mesures globales de la fluorescence végétale.
Le satellite hyperspectral FLEX, conçu spécifiquement pour la mission, doit produire des cartographies mondiales afin de quantifier l’activité de photosynthèse ainsi que la santé et le niveau de stress des plantes. L’objectif de la mission FLEX est de mieux comprendre la façon dont le carbone est échangé entre les plantes et l’atmosphère et la façon dont la photosynthèse affecte les cycles de l’eau et du carbone. Ces données sont donc essentielles pour une meilleure compréhension de notre planète mais aussi pour répondre aux problématiques liées à l’accroissement de la population mondiale, à la gestion de l’agriculture et à la production et la sécurité des denrées alimentaires.
Le lancement du satellite est actuellement prévu pour 2026.
Le projet FLEX L2 chez Magellium Artal Group
Grâce à une solide expertise en transfert radiatif, segment sol et géométrie des capteurs, depuis 2017, Magellium Artal Group est à la tête du consortium scientifique constitué des institutions de toute l’Europe (Université de Valence, Espagne, Université de Milano-Bicocca et Université de Bologne, Italie). Cette première étape a permis le prototypage de chaînes de traitement en prenant en charge les tâches de traitement radiométrique et géométrique de niveau 2 (L2) grâce à des outils comme MATLAB pour l’analyse algorithmique et C++ pour le traitement optimal de données. Cela comprend la calibration radiométrique et spectrale, la co-registration géométrique, la caractérisation atmosphérique, la détection des nuages, la correction atmosphérique, l’extraction du signal de fluorescence, l’estimation des paramètres biophysiques et l’ortho-rectification.
Ces travaux ont permis des avancées scientifiques qui ont fait l’objet de nombreuses publications dans des revues à comité de lecture, et des présentations en conférence. Le niveau de performance de la mission a été affinée, et les algorithmes sont jugés suffisamment matures pour être utilisés en opérationnel.
La confiance de l’ESA renouvelée avec FLEX DISC
En ce début d’année 2024, Magellium Artal Group a été à nouveau sélectionné pour être à la tête du consortium FLEX DISC pour FLuorescence EXplorer Data Innovation and Science Cluster. Le consortium est composé de 14 partenaires européens : Deimos, GMV (SP, UK, Pol), Finnish Meteorological Institute, JB Hyperspectral Devices GmbH, Forschungszentrum Jülich, University of Leicester, National Physical Laboratory, Serco, Terradue, Faculty of Geo-Information Science and Earth Observation (ITC) of the University of Twente et Università degli Studi di Milano-Bicocca et Magellium Artal Group. Ce projet est l’étape suivante de l’étude FLEX L2.
Pour une durée de 6 ans, c’est-à-dire jusque la fin de vie du satellite, Magellium Artal Group coordonnera l’ensemble du projet visant à mettre en place les chaines de traitement opérationnelles et le centre de performance de la mission spatiale FLEX dans le but d’assurer les performances des données à recueillir.
Le projet se déroulera en plusieurs étapes :
- amélioration des algorithmes et des produits utilisateurs
- développement de chaînes de traitement opérationnelles et d’outils de validation
- validation en orbite
- opérations de routine
- suivi des performances
- animation de la communauté scientifique
L’effort majeur sera consacré aux développements de l’Instrument Processing Facility (IPF), la chaine de traitement dédiée à la conversion optimale des mesures brutes en informations scientifiquement exploitables. L’amélioration des algorithmes, le développement de chaînes de traitement opérationnelles et d’outils de validation permettra d’établir la connexion la plus efficace possible entre les mesures des instruments et le produit scientifique final.
Le DISC FLEX est également un centre de performance réunissant les meilleurs scientifiques européens de différents domaines : transfert radiatif, fluorescence de la végétation, paramètres biophysiques, température de surface… Leur objectif sera d’extraire les informations les plus robustes des signaux bruts pour tirer le meilleur du capteur et confirmer l’intérêt de l’observation de la fluorescence depuis l’espace.
