Surveiller le dioxyde de soufre (panaches) avec des données satellitaires
Les émissions de dioxyde de soufre (SO₂) ont un impact majeur sur la qualité de l’air et le climat, car elles se transforment en aérosols de sulfate. Lorsqu’il est libéré dans la haute atmosphère après une éruption volcanique, le SO₂ représente également un risque sérieux pour l’aviation. Une surveillance précise de ces émissions est essentielle pour évaluer leur impact sur l’environnement et la santé publique.
L’instrument Sentinel-5P TROPOMI fournit des données satellitaires précieuses pour la surveillance détaillée et mondiale des panaches de SO₂. Ces informations sont cruciales pour l’évaluation de la qualité de l’air, la recherche climatique et la prévention des catastrophes. Grâce à des données objectives, nous pouvons évaluer l’efficacité des nouvelles politiques et émettre des alertes en cas d’éruption volcanique.
Un polluant majeur aux effets climatiques mondiaux
Le dioxyde de soufre (SO₂) est un polluant atmosphérique qui s’oxyde rapidement dans l’atmosphère terrestre pour former de l’acide sulfurique et des aérosols de sulfate. Ces composés contribuent à divers problèmes environnementaux, tels que la pollution de l’air locale, les précipitations acides et les effets climatiques globaux. Les émissions de SO₂ proviennent de sources naturelles et anthropiques. Les principales sources humaines incluent les centrales électriques au charbon, l’industrie pétrolière et gazière, ainsi que la métallurgie. De plus, des sources naturelles comme les éruptions volcaniques et les feux de forêt libèrent d’énormes quantités de SO₂ dans l’atmosphère. Par exemple, les éruptions volcaniques prolongées peuvent injecter d’importantes quantités de SO₂ et de cendres dans la haute atmosphère, posant un risque sérieux pour l’aviation et la santé publique.
Dans de nombreux pays occidentaux (Europe et États-Unis), les émissions de SO₂ ont fortement diminué depuis les années 1980 grâce à l’adoption généralisée des technologies de désulfuration dans les centrales électriques. En revanche, dans des pays comme la Chine et l’Inde, les émissions de SO₂ ont augmenté en raison d’une forte consommation énergétique. Ce n’est qu’après 2013 que les émissions en Chine ont commencé à baisser, tandis qu’elles continuent d’augmenter en Inde. Au Moyen-Orient, les raffineries de pétrole sont une source majeure d’émissions de SO₂, sans signe de diminution. Dans de nombreux pays du monde, la métallurgie reste un contributeur important à la pollution au SO₂ et à l’acidification, ce qui peut avoir des conséquences désastreuses sur les écosystèmes locaux, menaçant directement la faune et la flore.
COBRA : un nouvel algorithme pour améliorer la surveillance des émissions
Pour surveiller et estimer les émissions mondiales de SO₂, une détection précise et sensible depuis l’espace est essentielle. L’instrument TROPOMI de Sentinel-5P (Tropospheric Monitoring Instrument) est un capteur satellite de pointe qui fournit des données de haute qualité pour le suivi de la qualité de l’air à l’échelle mondiale, avec une résolution exceptionnelle de 3,5 × 5,5 km². TROPOMI offre des données précieuses pour évaluer les émissions de SO₂, surveiller les changements d’activité volcanique et analyser l’impact de la pollution atmosphérique. Terrascope propose plusieurs produits de données issus de TROPOMI, notamment des cartes quotidiennes, mensuelles et annuelles de SO₂. Ces données sont essentielles pour les experts en qualité de l’air, en modélisation atmosphérique et en atténuation des risques volcaniques.
BIRA-IASB a développé un nouvel algorithme, COBRA (Theys et al., 2021), qui améliore considérablement le seuil de détection des précédents produits TROPOMI SO₂. COBRA permet une surveillance plus précise des sources ponctuelles d’émission. L’algorithme fonctionne actuellement dans l’environnement pré-opérationnel S5P-PAL, avec des cartes disponibles sur Terrascope pour toute la période de la mission (depuis mai 2018). Depuis novembre 2024, COBRA a été intégré au processeur opérationnel et une requalification complète des données est prévue pour le premier semestre 2025.
Les cartes satellites ci-dessous montrent le signal SO₂ détecté avec le dernier algorithme S5P/TROPOMI, moyenné sur un an (2019) pour une vaste région couvrant le Moyen-Orient et l’Inde (à gauche). Pour comparaison, la carte NO₂ pour la même période et région est également présentée (à droite).
L’importance de combiner les données SO₂ et NO₂
La carte du SO₂ montre des concentrations élevées en Inde, notamment dans le nord-est du pays, où de grandes centrales électriques au charbon sont responsables des points chauds. Au Moyen-Orient, les niveaux élevés de SO₂ sont liés à l’industrie pétrolière et gazière, avec des concentrations notables dans le golfe Persique, en Iran, en Arabie saoudite, en Irak et au Koweït. Des niveaux élevés de SO₂ dus à la métallurgie sont également observés près de Tachkent, en Ouzbékistan.
La carte du NO₂ présente certaines similitudes avec les observations du SO₂, notamment au-dessus des centrales électriques indiennes, mais aussi des différences significatives. Elle révèle des niveaux élevés de pollution au-dessus des zones urbaines, comme New Delhi, qui ne sont pas visibles dans les données SO₂. Fait intéressant, certains points chauds d’émissions de SO₂ sont absents de la carte du NO₂, en particulier dans le golfe Persique. L’utilisation combinée des produits SO₂ et NO₂ est essentielle pour une évaluation plus précise de l’impact des émissions à l’échelle mondiale.
La surveillance des émissions de SO₂ est essentielle pour évaluer l'impact sur notre environnement et notre santé
Concentrations moyennes de SO₂ observées par TROPOMI en décembre 2024 au-dessus de la République démocratique du Congo, où se trouvent les volcans Nyiragongo et Nyamulagira.
Données et statistiques
70
70 % des émissions de SO₂ proviennent de sources anthropiques, tandis que 30 % sont attribuées aux volcans.
2
Les émissions de SO₂ d’origine humaine ont diminué de 50 % au cours des 20 dernières années, principalement grâce à des réglementations plus strictes et à des avancées technologiques.
125
Dans l’Union européenne, la norme de qualité de l’air pour le SO₂ est une concentration moyenne journalière de 125 µg/m³, qui ne doit pas être dépassée plus de trois jours par an.
Produits et services
Les cartes mondiales SO₂
Le visualiseur Terrascope propose des cartes mondiales du dioxyde de soufre (SO₂) disponibles au quotidien, mensuellement et annuellement.
Les données NO₂ pour l’Europe
Accédez aux données améliorées sur le dioxyde d’azote (NO₂) pour l’Europe, disponibles quotidiennement, mensuellement et annuellement.
Les données mondiales NO₂
Explorez les données mondiales du dioxyde d’azote (NO₂), disponibles au quotidien, mensuellement et annuellement.
Ce cas a été publié en collaboration avec BIRA-IASB
