GHGSat-D – Claire

Un petit satellite avec de grosses ambitions

Le premier satellite de GHGSat, appelé GHGSat-D et surnommé “Claire”, a été lancé avec succès à 23:56 heures (heure avancée de l’Est) le 21 juin 2016 et a atteint son orbite prévu en moins de 30 minutes. GHGSat a effectué la mise en service de Claire moins d’un (1) mois de la date du lancement et les premières images ont été relâchées à l’automne 2016.

Claire fait le tour de la Terre environ 15 fois par jour et effectue de nombreux types de mesures :

  • image infrarouge du site d’un client
  • une analyse de concentration pour un site d’un client (accompagnant l’ensemble des données bruts)
  • une année complète de surveillance incluant les estimés sur les taux d’émissions
GHGSat_Patch_final_#2

Claire a été développée, construite et testée sur une période de 2 années. L’image ci-dessous a été saisie durant les tests de vibration précédant le lancement et montre Claire intégrée sur son mécanisme de détachement.

Comment Claire fonctionne-t-elle? Les gaz absorbent la lumière sur des longueurs d’ondes spécifiques créant ainsi une ‘empreinte spectrale’ pour chaque gaz. Notre satellite trouve ces empreintes en absorbant la lumière du soleil et mesure la luminosité de ces empreintes pour déterminer la quantité de gaz présente dans le champ d’observation du satellite. Claire mesure deux (2) empreintes de gaz – le gaz carbonique et le méthane – deux des gaz à effet de serre les plus importants.

Le satellite ne cesse de tourner autour de la Terre quotidiennement, prenant des mesures de divers sites industriels partout dans le monde. Par exemple, il observe les puits de pétrole au Texas, les sables bitumineux au Canada, les centrales électriques en Europe, les mines de charbon en Chine, et même les rizières au Vietnam. Ces observations résultent en imagerie et données, telles que simulées ci-dessous pour une centrale hydroélectrique en Amérique du Sud.

L’image ci-dessus montre les concentrations de méthane (CH4) sur un panache, transporté sous le vent, émanant d’un barrage hydroélectrique.

Les opérateurs de sites industriels peuvent utiliser les données de Claire pour mieux comprendre leurs émissions de gaz à effet de serre, leur permettant de mieux les contrôler et, ultimement, de les réduire. Par exemple, Claire peut aider les opérateurs de mines de charbon et de sites d’enfouissement à identifier les fuites de méthane importantes et enfin, mesurer ces fuites pour justifier un plan d’affaires supportant la production d’électricité à partir du gaz.

FAITS SAILLANTS

  • Claire est de la taille d’un four à micro-ondes
  • Claire complète une orbite autour de la Terre environ à chaque 90 minute, voyageant à plus de 7 kilomètre à la seconde
  • Claire mesure deux (2) empreintes de gaz – le gaz carbonique et le méthane – représentant plus de 90% des émissions mondiales de gaz à effet de serre
  • Initialement, GHGSat prévoit utiliser Claire pour aider les émetteurs industrielles dans les secteurs tels que le pétrole et le gaz, la production d’énergie, l’exploitation minière, la gestion des déchets et l’agriculture qui, ensemble, représentent 50% des émissions mondiales de gaz à effet de serre
  • Claire est censée avoir une durée de vie de 5 années; une fois sa mission complétée, le satellite va brûler et s’éteindre dans l’atmosphère
  • À elle seule, Claire est capable de mesurer plus de 1 000 sites par année; GHGSat est tellement confiant de la performance de Claire, que la compagnie a commandé deux (2) satellites additionnels, et pourra, à terme, offrir son service à des centaines de milliers de sites industriels sur la planète
  • Plusieurs clients de GHGSat sont motivés par les coûts de leurs émissions de gaz à effet de serre. La Banque Mondiale rapporte que le marché du carbone (échange de carbone, taxes et crédits), toujours en croissance, est aujourd’hui évalué à plus de 50 milliards de dollars. Attribuer une valeur à chaque tonne de carbone crée une motivation financière pour les émetteurs industriels et les amènent à comprendre, contrôler et réduire leurs émissions pour gérer leur risque financier
  • L’équipe élargie de GHGSat qui a construit Claire maintient ses activités à Montréal et Toronto
  • GHGSat détient une licence émise par le Gouvernement du Canada pour opérer Claire

LES DÉTAILS

La science fondamentale supportant ces mesures a été démontré par la NASA et autres agences nationales au cours des 30 dernières années. Nous avons simplement inventé un nouveau genre de capteur pouvant prendre ces mesures à partir d’un petit satellite. Certaines caractéristiques :

  • CLAIRE mesure l’abondance de gaz carbonique et de méthane dans un champ de vision d’environ 12 kilomètre par 12 kilomètre et une résolution spatiale de moins de 50 mètres
  • La charge utile du satellite utilise deux (2) capteurs : (i) un spectromètre d’imagerie ‘2D Wide-Angle Fabry-Perot (« WAF-P ») et (ii) un capteur Clouds & Aerosols (« C&A »)
  • Le WAF-D mesure la densité des colonnes verticales pour le CO2 et le CH4
  • Le C&A mesure l’interférence créée par les nuages et les aérosols dans le champ de vision du WAF-P
  • La gamme spectrale du WAF-P se situe dans les ondes courtes infrarouges (SWIR) entre 1 600 et 1 700 nm et inclue plusieurs bandes avec configuration propriétaire
  • La gamme spectrale du C&A se situe dans les ondes visibles et proches infrarouges (VNIR) entre 400 et 1 000 nm, avec 325 bandes de résolution spectrale à 1.9 nm
  • Claire est constituée d’une structure primaire mesurant 20x20x42cm avec une mezzanine de 7x18x42cm sur un des côtés. Le poids de Claire incluant la charge utile est <15 kilos
  • L’orbite de CLAIRE est héliosynchrone à une altitude d’environ 500 kilomètres permettant de revisiter chaque site sur une période d’environ 14 jours
  • La désignation donnée à CLAIRE par l’Union Internationale des Télécommunications est « GHGSat-D »
  • Les analyses reliées aux émissions nécessitent des informations sur les conditions climatiques des sites de démonstration mais peuvent être initialement estimées en utilisant de l’information publique. Par conséquent, CLAIRE ne nécessite pas d’équipement sur les sites pour mesurer les abondances ou les estimés reliés aux émissions. Ceci étant dit, nous apprécions la collaboration des opérateurs des sites de démonstration qui peuvent parfois fournir des informations climatiques et des données reliées à leurs émissions

Avant son lancement, CLAIRE a été rigoureusement testée en conformité avec les meilleures pratiques de l’industrie afin d’augmenter au maximum les chances de succès de la mission. Ces tests ont été effectués au niveau des composantes, des systèmes et des sous-systèmes – incluant des tests fonctionnels démontrant la performance complète du système. Les images ci-dessous montrent le dernier voyage de CLAIRE dans la chambre à vide thermique avant le lancement.