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SPOT (Système probatoire d’observation de la Terre ouSatellite pour l’observation de la Terre) est une famille desatellites de télédétectionfrançais civilsd’observation de la Terre. Les cinq premiers exemplaires sont développés par leCNES et lancés entre 1986 et 2002. Les deux derniers exemplaires sont développés parAirbus Defence and Space et sont lancés en 2012 et 2014^[1], en parallèle des satellitesPléiades du CNES. Les images fournies par les satellites sont commercialisées parAirbus DS Geo. En 2021, le CNES libère 19 millions d'images produites par les satellites Spot 1 à 5 entre 1986 et 2015 sous lalicence ouverte via le programmeSpot World Heritage^[2].

Les années 1970 voient l'émergence de familles de satellites de télédétection dans les puissances spatiales (Landsat pour lesÉtats-Unis,Meteor pour l'URSS,Bhaskara pour l'Inde). La France commence une réflexion similaire dès 1973 à travers leGroupement pour le développement de la télédétection aérospatiale (GDTA), mené par le CNES et l'IGN, et comportant d'autres acteurs tels que leBureau de recherches géologiques et minières (BRGM), l’Institut français du pétrole (IFP) ou leBureau du développement de la production agricole (BDPA)^[3].

En 1976,Yves Sillard prend la direction du CNES et décide de lancer un grand programme de satellites qui devra être lancé avec la prochaine fusée développé par la France:Ariane. S'appuyant sur les résultats de quelques expérimentations de télédétection aéroportée effectués par le CNES et l'IGN, Yves Sillard charge leCentre spatial de Toulouse de livrer le projet SPOT et recherche des partenaires européens. Seules laBelgique et laSuède répondent à cet appel, mais cela suffit à alléger les coûts financiers du programme et l'ancrer à l'international.

Le programme est officiellement décidé le19 septembre 1977 lors d’un comité interministériel sur l’espace. Il est composé d’une série de satellites et d’infrastructures terrestres pour leur contrôle et programmation, ainsi que pour la production des images. Au cours du mois d'octobre 1978, des échanges entre le CNES et l'Agence spatiale suédoise établissent la mise à disposition par la Suède des infrastructures d'Esrange près deKiruna et l'utilisation exclusivement pacifique de ce programme par la France, qui devra se conformer à laConvention sur l’immatriculation des objets lancés dans l’espace extra-atmosphérique du 14 janvier 1975^[4].

Les satellites de la première série sont réalisés parMatra (devenu EADS Astrium Satellites puis la divisionSpace Systems de Airbus DS), avecAérospatiale/Satellites (devenu depuisThales Alenia Space) et s'appuie sur les travaux duprogramme SAMRO, projet abandonné de satelites de reconnaissance. Un des grands atouts du système SPOT est sa capacité dedépointage de son instrument imageur principal de part et d'autre de latrace au sol du satellite, de +31,06° à -31,06°. Ceci lui confère une très grande flexibilité d'acquisition, en ramenant notamment la répétitivité d'acquisition (fréquence temporelle ou fréquence de revisite) à 2-3 jours.

• Orbite :quasi-polaire,circulaire,héliosynchrone etphasée.
• Altitude : 832 km.
• Période de révolution : 101 minutes.
• Durée d'un cycle : 26 jours (couverture complète de la terre en 369 révolutions).
• Fauchée : 60 km.

Les images SPOT sont commercialisées par une société spécialement créée en 1982 à cet usage: Spot Image (aujourd'huiAirbus DS Geo, filiale d'Airbus Defence and Space depuis son rachat par EADS Astrium en 2008).

SPOT-1 s'illustre par la diffusion, peu après son lancement en 1986, des premières images publiques de lacatastrophe de Tchernobyl. Le4^e exemplaire s'illustre à son tour en étant le premier satellite à photographier lesattentats du 11 septembre 2001, moins de 3 heures après^[5].

Sept satellites ont été lancés entre 1986 et 2014. Les cinq premiers lancés régulièrement (tous les 5 ans environ) entre 1986 et 2002, représentant les 3 premières générations de SPOT, conçus et financés par le CNES, et présentant de grandes similitudes techniques et orbitales (altitude moyenne autour de 825 km). La quatrième et dernière génération a vu le lancement des deux derniers exemplaires en 2012 et 2014, financés par Spot Image et conçus parAstrium Satellites, qui se différencient des générations précédentes sur l'aspect technique et les paramètres orbitaux (altitude moyenne autour de 697 km, partagée avec les satellitesPléiades du CNES). Tous partagent cependant le même type d'orbite et la même fauchée.

• Résolution des images par instrument HRV (haute résolution visible), il y a deux instruments par satellite (HRV1 et HRV2) :
  • 10 mètres en panchromatique (canal couvrant le domainevisible duspectre électromagnétique :0,50–0,73 μm).
  • 20 mètres en multispectral :
    • Bande 1 : vert (0,50–0,59 μm).
    • Bande 2 : rouge (0,61–0,68 μm).
    • Bande 3 : proche infrarouge (0,78–0,89 μm).
• Lancement :
  • SPOT-1, lancé le22 février 1986 (Ariane 1). Il est déplacé vers une orbite plus basse en 2003^[6].
  • SPOT-2, lancé le22 janvier 1990 (Ariane 4). Prévu pour une durée de vie de 3 ans, il fonctionne presque 20 ans et acquis 6,5 millions d'images couvrant 23,4 milliards de kilomètres carrés. Comme pour SPOT-1, une manœuvre de désorbitation est effectuée enjuillet 2009, utilisant le reste de l'hydrazine du système decontrôle d'attitude et d'orbite, le plaçant sur une orbite de 600 km de périgée. Il se désintègrera dans l'atmosphère 25 ans plus tard environ, au lieu de 200 ans si cette manœuvre n'avait pu être effectuée[7].
  • SPOT-3, lancé le26 septembre 1993 (Ariane 4), fin de fonctionnement ennovembre 1996 à la suite d'une anomalie d'un gyroscope, conduisant le satellite à une rotation incontrôlée qui aura pour conséquence de vider les batteries.

Conçu en synergie avecHelios 1.

• SPOT-4 effectue un cycle de 369 orbites en 26 jours sur uneorbite héliosynchrone quasi-polaire; lenœud ascendant est à 22 h 30^[8].
• Résolution des images de l’instrument HR VIR (haute résolution visible et infra-rouge), il y a deux instruments identiques :
  • 10 mètres en panchromatique (0,51-0,73 µm).
  • 20 mètres en multispectral :
    • Bande 1 : vert (0,50–0,59 μm).
    • Bande 2 : rouge (0,61–0,68 μm).
    • Bande 3 : proche infrarouge (0,78–0,89 μm).
    • Bande 4 : moyen infrarouge (MIR) (1,58–1,75 μm).
• Passager :
  • PASTEL (PAssager SPOT de Télécommunication Laser), un des deux terminaux optiques constitutifs du système de communication spatiale SILEX (Semi conductor Intersatellite Link EXperiment).
  • VEGETATION-1^[9], réalisé parAérospatiale dans l'établissement de Cannes, est constitué d'un système imageur fonctionnant dans les 4 bandes spectrales. Il utilise des optiques télécentriques assurant une résolution spatiale de l’ordre de 1 km pour une couverture au sol de 2 250 km de large et une répétitivité quotidienne aux latitudes tempérées.
• Lancement, désorbitation :
  • SPOT-4 est lancé le23 mars 1998 (Ariane 40, vol 107). Son exploitation s'achève enjanvier 2013. De février à finmai 2013, SPOT-4 est utilisé par leCNES pour réaliser une répétition du mode de fonctionnement opérationnel du satelliteSentinel-2 de l'Agence spatiale européenne (ESA) qui doit être lancé 18 mois plus tard^[10]. Finalement, SPOT-4 est désorbité au cours de l'été 2013.

Conçu en synergie avecHelios 2.

• Résolution des images de l’instrument HRG (haute résolution géométrique), il y a deux instruments identiques :

L'innovation de SPOT-5 est l’introduction du Super-Mode qui permet la création d’une image à 2,5 mètres de résolution à partir de deux images à 5 mètres acquises simultanément avec un demi-pixel de décalage. Leur combinaison est réalisée par des techniques de traitement et de restauration d'image avancées.

• • 2,5 mètres en super-mode panchromatique (0,48–0,71 μm).
  • 5 mètres en panchromatique (0,48–0,71 μm).
  • 10 mètres multispectral :
    • Bande 1 : vert (0,50–0,59 μm).
    • Bande 2 : rouge (0,61–0,68 μm).
    • Bande 3 : proche infrarouge (0,78–0,89 μm).
    • Bande 4 : moyen infrarouge (MIR) (1,58–1,75 μm) à 20 m.
• Capacités d’acquisition de couples stéréoscopiques améliorées grâce à un instrument dédié nommé HRS (Haute Résolution Stéréoscopique)
• SPOT-5 porte également VEGETATION-2, successeur de VEGETATION-1 à bord de SPOT-4
• Lancement :
  • SPOT-5 est lancé le3 mai 2002 (Ariane 42P, Vol 151) et son service commercial est arrêté le 29 mars 2015[1]. Tout comme son grand frère SPOT-4, des expériences sont menées jusqu'en septembre 2015 (projet Take 5). Il s'ensuit la phase de désorbitation où le périgée est baissé à 625 km. La passivation électrique est réalisée dans la foulée le 11 décembre 2015. Sa durée derentrée atmosphérique est estimée à 54 ans.

SPOT-6 et SPOT-7 forment uneconstellation de satellites d'observation de la Terre conçue pour assurer la continuité de la disponibilité des données haute résolution et large champ jusqu'en 2024. La réalisation de cette constellation de satellites est décidée en 2009 parEADS Astrium sur la base de l'analyse des besoins gouvernementaux pour ces données.Spot Image, filiale d'Astrium, porte l'investissement total et est propriétaire de l’ensemble du système (satellites et segments sols). Endécembre 2014, Airbus annonce la vente de SPOT-7 à l'Azerbaïdjan, le satellite est alors renomméAzersky^[11].

• L'architecture des satellites dérive de celle desPléiades sans être identique, SPOT-6 est le premier satellite de la famille AS250.
• Architecture : double instrument optique sur l'axe central, unviseur d'étoiles à trois têtes, ungyroscope à fibre optique (FOG) et quatreroues de réaction gyroscopiques (Control Moment Gyroscopes).
• Orbite : SPOT-6 et SPOT-7 sont phasés sur la même orbite que Pléiades 1 et 2 à 694 km d'altitude.
• Résolution des images produites :
  • Panchromatique : 1,5 m.
  • Couleurs : 1,5 m.
  • Multispectral : 6 m.
• Bandes spectrales, acquisitions simultanés panchromatique et multispectrales dans les fréquences suivantes :
  • Panchromatique (0,455-0,745 µm).
  • Bande bleue (0,455-0,525 µm).
  • Bande verte (0,530-0,590 µm).
  • Bande rouge (0,625-0,695 µm).
  • Bande proche infrarouge (0,760-0,890 µm).
• Emprise : 60 km sur 60 km.
• Programmation réactive : 6 plans de programmation par jour pour chaque satellite.
• Capacité d’acquisition : 3 millions de km² par jour et par satellite.
• Dates de lancement : SPOT-6 est lancé le9 septembre 2012 par un lanceurPSLV indien et SPOT-7 est lancé le30 juin 2014 également par un lanceurPSLV indien^[1].
• Exploitation commerciale : celle de SPOT-7 est lancée dans le courant du4^e trimestre 2014[1].

Au début de 2015, l'IGN rend publique la carte du territoire métropolitain réalisée par le satellite SPOT-6 ; la résolution est de 1,5 mètre. Elle répond à des besoins bien particuliers liés à l'état d'avancement des grands chantiers d'infrastructures, d'aménagement du territoire ou du couvert forestier, par exemple^[12].

Une perte de communication avec le satellite SPOT-7 (Azersky) depuis mars 2023 a mené à le déclarer hors service^[13].

Quarante-troisstations terriennes sur les 5 continents.

Les images issues de la télédétection spatiale (SPOT ou autres satellites) présentent les avantages suivants : couverture mondiale, pouvoir de synthèse grâce à la dimension des surfaces couvertes, répétitivité.

Un des atouts de SPOT est sa banque d'images couvrant la planète depuis plus de 20 ans avec des capteurs similaires. Cette banque permet d'étudier facilement des phénomènes évoluant dans le temps et dans l'espace (déforestation, etc.).

Quelques exemples d’utilisation :

• Défense :
  • utilisation des images stéréoscopiques pour la réalisation demodèles numériques de terrain.
  • renseignement en temps de paix, sans violation de l'espace aérien de la zone observée.
  • utilisation de stations de réception mobiles pour alimenter le commandement sur le théâtre d’opération.
• Agriculture :
  • l'Union européenne utilise les images SPOT pour le contrôle des déclarations dans le cadre de lapolitique agricole commune (le capteur infrarouge permet l'identification des plantes et du stade de maturation).
  • évaluation des dégâts causés par des intempéries importantes (vent, grêle, etc.).
• Cartographie :
  • SPOT-5 et son capteur panchromatique (résolution de 5 m et 2,5 m en super-mode) permet la réalisation de cartes au 1:50 000.
• Suivi de l’environnement :
  • Les images du capteur VEGETATION sont utilisées pour suivre l'évolution des écosystèmes continentaux. En effet, par l'inversion de modèles detransfert radiatif qui reproduisent les interactions entre lerayonnement solaire et les différents éléments présents sur la surface continentale, on peut extraire de ces images les propriétés physiques des sols et de lavégétation. Celles-ci sont représentées par des variables telles que la fraction ducouvert végétal, l’indice de surface foliaire ou la fraction de rayonnement absorbé par les plantes pour laphotosynthèse. Le Centre de Service POSTEL traite les images du capteur VEGETATION acquises depuis 1999 pour générer des séries pluri-annuelles de ces variables et les distribuer à lacommunauté scientifique pour des applications liées à lamétéorologie, à laclimatologie, aucycle du carbone, aucycle de l’eau, à la prévision desrécoltes^[14].

LeCNES et ses partenaires, à travers le pôle thématique Surfaces Continentales, mettent à disposition des données issues des missions SPOT.

En 1994, le CNES lance le programme ISIS^[15] (« Incitation à l’utilisation scientifique des images Spot ») pour permettre aux chercheurs français d'acquérir les données Spot 1-5 à un tarif préférentiel, de l'ordre de quelques dizaines à centaines d'euros par scène^[16], dans le cadre d'une utilisation purement scientifique ou visant à démontrer l'apport de l'imagerie spatiale pour la mise en œuvre du programmeGMES^[17]. En 2017, le CNES lance le programme DINAMIS (« Dispositif Institutionnel National d’Approvisionnement Mutualisé en Imagerie Satellitaire ») avec cinq autres organismes (CNRS,IGN,INRAE,IRD,CIRAD) pour étendre cette initiative aux images des satellites Pléiades et Spot 6-7^[18]. DINAMIS prend le relais d'ISIS en 2018 et acte la gratuité des images Spot et Pléiades pour les scientifiques français^[19].

En 2008,Spot Image importe environ 200 prises de vues sur la médiathèqueWikimedia Commons, permettant ainsi d'illustrer l'encyclopédieWikipédia avec des images Spot^[20]. En 2010, l'entreprise se rapproche de lacommunauté du libre, en particulier de l'April et du projetOpenStreetMap (OSM), en vue de permettre la réutilisation des images Spot dans des projets libres^[21]. En janvier, des images Spot 5 sont mises à disposition des contributeurs OSM pour cartographierHaïti, durement touché par unséisme très meurtrier^[22]. En octobre, Spot Image noue un partenariat avec OSM autorisant ses contributeurs à utiliser les images Spot 5 pour cartographier la France métropolitaine, pendant une durée de 6 mois renouvelables^[23],[24]. Avec une résolution de 2,5 mètres, il s'agit alors de la meilleure source d'imagerie satellite disponible pour les contributeurs français, jusqu'à ce queBing Cartes fasse de même le mois suivant au niveau mondial, rendant l’intérêt de Spot rapidement moindre pour OpenStreetMap^[25].

À la suite des lancements des deux derniers satellites Spot 6 et 7, le CNES annonce en janvier 2014 la création du programme SPOT World Heritage^[26],[27]. Ce programme mené en partenariat avec Airbus DS Geo^{[N 1]} vise à rendre accessible au public l’ensemble des images utiles acquises par les satellites Spot 1 à 5 sur toute la planète de 1986 à 2015. Le site ouvre le23 juin 2015 avec 15 000 images sur la France métropolitaine acquises entre 1998 et 2008, avec une clause d'utilisation non-commerciale^[28]. En 2020, la base contient plus de 17 millions d'images^[29]. À la suite de l'arrêt de la commercialisation des images Spot 1-5 par Airbus le1^er aout 2020[30], le CNES annonce en février 2021 l'ouverture prochaine de l'intégralité des images sous lalicence ouverte (diteEtalab) via un nouveau catalogue en ligne permettant de consulter, rechercher et télécharger les images^[31]. Le nouveau site, basé sur le standardOAIS, ouvre le17 juin 2021^[2] avec plus de 19,3 millions d'images proposées au téléchargement^[32]. Les produits disponibles au téléchargement sont de typeL1A (fichierGeoTIFF etmétadonnéesXML) avec correctionradiométrique. Les produits de typeL1C, enréflectance "Top of Atmosphere", comportant en plus des masques de détection nuageuse ou neigeuse, uneorthorectification et des corrections géométriques, devant être disponibles plus tard^[33]. En septembre 2021, un nouveau site est mis en ligne pour appliquer facilement uneprojection cartographique aux images L1A afin de se rapprocher du format L1C des imagesSentinel, ce nouveau format est appeléL2A^[34].

A l'initiative duCESBIO, leCNES et l'Agence spatiale européenne (ESA) ont utilisé SPOT-4 et SPOT-5 lors de leur fin de vie respective comme simulateurs des séries temporelles de la missionSentinel-2 de l'ESA^[35],[36].

• Guy Lebègue, « DuSpatial auxTravaux publics : LesMaquettes virtuelles - Utilisation de l’imagerie SPOT », avec la collaboration d’Éric Lebègue,CSTB et Laurent Lebègue,CNES,LettreAAAF Cannes, spécialmars 2007, publiée surarchive-host.com, reprise dansLa Lettre AAAFN^o 6 de juin 2007,(ISSN 1767-0675).

• Système d'information géographique (SIG)
• Satellite de télédétection

• http://spot-mission.cnes.fr/ sur le serveur des missions scientifiques du CNES.
• Spot, projet du CNES.
• http://www.astrium-geo.com/.
• http://www.astrium-geo.com/fr/362-galerie-d-images, galerie images SPOT.
• VEGETATION, Centre de Traitement des Images VEGETATION au VITO.
• (fr)SPOT sur le site d'EADS Astrium.
• https://theia.cnes.fr, accès aux données diffusées par le CNES.
• https://web.archive.org/web/20151007155723/https://spot-take5.org/ Accès aux données issues de la mission TAKE5.
• SPOT World Heritage , catalogue d'images SPOT acquises de 1986 à 2015.

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