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Technologie Satellite: Suivi & Réduction des Émissions de Méthane
Suivi du bon indicateur du réchauffement climatique
Lorsqu’il s’agit du changement climatique induit par les gaz à effet de serre, la plupart du public se concentre sur le CO2, car il s’agit de l’émission la plus durable, restant stable dans l’atmosphère et augmentant la température mondiale.
Mais un autre facteur clé est le méthane, un gaz à effet de serre très puissant, principalement libéré par des fuites dans les champs de charbon, de gaz et de pétrole. Évaluer correctement et réduire les émissions de méthane sera crucial pour diminuer les émissions de gaz à effet de serre.
Cependant, c’est plus facile à dire qu’à faire, les émissions provenant des champs pétroliers et gaziers dans des zones reculées ou des fuites diffuses provenant de mines de charbon à grande échelle, voire des exploitations agricoles et du permafrost qui fond.
C’est pourquoi un réseau croissant de capteurs spatiaux est en cours de construction pour mesurer les émissions de méthane. Ces constellations de satellites peuvent détecter le méthane directement depuis l’espace, sur une vaste surface simultanément, et évaluer la situation avec précision.
À mesure que cet outil devient de plus en plus précis et fournit une couverture en temps réel de la Terre, des données de haute qualité sur le moment et la quantité des émissions de méthane deviennent disponibles.
Émission de Méthane 101
Pourquoi suivre les émissions de méthane ?
Le CO2 est le principal facteur des émissions de gaz à effet de serre, car il est de loin le plus abondant et également celui le plus produit par les activités humaines.
Cependant, le méthane, un autre gaz à effet de serre massivement produit par la civilisation humaine, est beaucoup plus puissant dans sa capacité à retenir la chaleur (effet de serre). Il est 28 à 34 fois plus puissant que le CO2 pour retenir la chaleur sur une période de 100 ans. Sur une période plus courte de 20 ans, il est plus de 80 fois plus puissant.
Ainsi, bien que le CO2 soit le chiffre qui compte pour l’augmentation à long terme des températures, le méthane a un impact très fort sur l’effet de réchauffement immédiat.
Un problème supplémentaire est que les boucles de rétroaction peuvent accélérer le réchauffement. Par exemple, le réchauffement fait fondre le sol gelé dans les régions nordiques comme le Canada et la Sibérie, entraînant davantage de libération de méthane, et le sol plus sombre absorbe davantage de chaleur.
Ainsi, des niveaux élevés d’émissions de méthane à court terme peuvent créer un réchauffement accéléré à court terme, qui aura ensuite un effet à long terme sur la température mondiale en accélérant les boucles de rétroaction, créant des changements durables et potentiellement irréversibles de la température globale.
Donc, même si, heureusement, la durée de vie atmosphérique moyenne n’est que de 12 ans (puis se transformant en CO2), il ne s’agit pas simplement d’un effet transitoire que les molécules de méthane peuvent avoir sur le climat.
Comme les émissions de méthane augmentent encore plus rapidement que les émissions de CO2 ces dernières années, une action urgente est requise, nécessitant elle-même une vision claire de l’origine du méthane.
Source: IEA
Comment le méthane est-il mesuré ?
Pour les mesures locales, la concentration de méthane peut être mesurée avec divers capteurs utilisant différentes méthodes de détection telles que l’ionisation par flamme, les lasers, les perles catalytiques, etc.
Mais pour les mesures à plus grande échelle, les capteurs infrarouges sont généralement préférés, car ils peuvent détecter les panaches de méthane en captant la capacité du méthane à absorber des longueurs d’onde spécifiques du spectre infrarouge, dans la gamme infrarouge à ondes courtes (SWIR).
Pour des échelles de détection encore plus grandes, les satellites doivent déployer des mesures encore plus précises. Ainsi, bien que le principe général consiste souvent à détecter le changement d’absorption dans la gamme SWIR, des technologies supplémentaires sont désormais déployées.
Une méthode consiste en des capteurs multispectraux qui possèdent quelques larges bandes de détection. Bien qu’ils ne soient pas spécifiques à la détection du méthane, des capteurs comme ceux de Sentinel-2 et Landsat-8 peuvent détecter les grands panaches « super‑émetteurs » en comparant la réflectance à travers leurs bandes SWIR. Cela suffit pour une estimation approximative et la détection des émissions plus importantes, mais cela est insuffisant pour une mesure précise et les sources d’émissions plus petites, entraînant ainsi la perte d’une partie importante de l’image globale.
Une autre méthode consiste à utiliser des interféromètres d’imagerie, qui fusionnent des sources lumineuses pour créer des motifs d’interférence. Cela permet une détection à haute résolution du méthane depuis de petits satellites, et c’est la méthode notamment utilisée par la constellation de satellites GHGSat (voir ci‑dessous).
Enfin, des capteurs hyperspectraux peuvent être utilisés, capturant des données sur des centaines ou des milliers de bandes spectrales étroites et contiguës. Ainsi, ils couvrent l’ensemble du spectre visible, du proche infrarouge et du court infrarouge, créant des « empreintes » spectrales uniques pour chaque pixel, permettant une identification détaillée des matériaux constituant l’atmosphère à diverses altitudes, y compris le méthane. C’est de loin la méthode la plus avancée, et elle est déployée dans PRISMA (Italie) et EnMAP (Allemagne).
Avec ces nouvelles méthodes, la détection satellitaire des émissions de méthane devient de plus en plus précise, permettant des politiques plus efficaces.
Principales initiatives de suivi du méthane
Un grand éventail de détection du méthane par satellite est en cours de construction ou de lancement, créant un maillage dense de détecteurs d’émissions de méthane, chacun avec ses propres spécifications techniques et utilisations de niche utiles.
Certaines sont des initiatives commerciales, d’autres font partie de programmes de recherche publics sur le changement climatique, et d’autres encore sont liées à des partenariats mixtes public‑privé.
Source: MethaneSAT
GHGSat
GHGSat gère actuellement la plus grande constellation commerciale de détection du méthane et du CO2, avec 16 satellites en orbite d’ici 2026.
La technologie de l’entreprise peut détecter les émissions de méthane avec une résolution aussi petite que 25 mètres (82 pieds), permettant d’identifier les puits de gaz et de pétrole individuels.
L’entreprise a développé le premier capteur pour petits satellites capable de détecter les émissions de méthane (CH4). Ces interféromètres d’imagerie brevetés tiennent dans des satellites très petits (et donc moins chers) mesurant seulement 20 x 30 x 40 cm (7,8 x 11,8 x 15,7 pouces).
Source: GHGSat
Il s’agissait d’une réalisation technique remarquable pour GHGSat, qui a développé cette capacité avec moins de 1 % de l’investissement des autres entreprises satellitaires. Cela a créé une capacité d’observation 100 fois plus précise que de nombreux autres satellites, capable de détecter le méthane de manière fiable.
Au total, l’entreprise a détecté 534 MTCO2e/an d’émissions de méthane avec ses satellites.
Source: GHGSat
L’entreprise ne surveille pas seulement le méthane, mais aussi le CO2 avec le GHGSat-C10 « Vanguard », le premier capteur commercial haute résolution de CO2 au monde. Il permet des mesures précises depuis des sites à forte intensité carbone jusqu’à 25 m au sol.
“Nos satellites haute résolution ont contribué à placer le méthane – un gaz à effet de serre qui était hors de vue et d’esprit – au sommet de l’agenda climatique. Pour la première fois, les exploitants d’usines sidérurgiques, de centrales électriques et de complexes pétrochimiques auront accès à une surveillance et à des données d’émissions indépendantes, précises et normalisées à l’échelle mondiale.”Stephane Germain, PDG de GHGSat
Enfin, l’entreprise réalise également des mesures aériennes, avec un survol linéaire capable d’atteindre jusqu’à 800 km/jour à une altitude maximale de 3 000 m (500 miles – 10 000 pieds). Cette mesure peut détecter et quantifier les émissions de méthane provenant de sources individuelles jusqu’à 10 kg/h, affinant davantage la détection réalisée par les satellites.
Dans l’ensemble, des capteurs bon marché et petits, mais suffisamment précis, sont probablement la meilleure solution pour un suivi adéquat des émissions de méthane, car des survols réguliers et une couverture constante sont nécessaires pour mesurer correctement les émissions réelles. De plus, le faire depuis l’espace ou par voie aérienne réduit les coûts et augmente la sécurité, aucune accès aux sites analysés n’étant requis.
MethaneSAT
Lancé en 2024, ce satellite est conçu pour combler le fossé entre la cartographie régionale et l’imagerie de précision, afin de suivre à la fois les grands émetteurs et les sources dispersées plus petites.
Les données de MethaneSAT montrent les émissions sur une vaste région représentée sur une carte thermique en grille. Celles‑ci sont appelées émissions ou sources dispersées. Les cellules de la grille ont des tailles telles que 4 km × 4 km ou 5 km × 5 km.
Il peut identifier la source émettant du méthane à 500 kg/h. Cela suffit à représenter plus de 80 % des émissions de méthane associées à la production mondiale de pétrole et de gaz.
Lorsque MethaneSAT est moins performant en résolution, il excelle en précision, détectant un excès de méthane à 3 ppb (parties par milliard), la précision la plus élevée comparée aux autres satellites en orbite, grâce à deux spectromètres infrarouges passifs Littrow détectant l’oxygène, le CO2 et le méthane. Cela a démontré l’importance de mesurer les petites émissions de méthane, et pas seulement les soi‑disant « super‑émetteurs ».
“70 % des environ 15 millions de tonnes métriques de méthane provenant des activités pétrolières et gazières terrestres aux États‑Unis continentaux chaque année proviennent de sources plus petites et dispersées de moins de 100 kilogrammes de méthane par heure. Près d’un tiers (30 %) provient de sites libérant moins de 10 kilogrammes par heure.”
À la fin de 2025, l’équipe de MethaneSAT avait acquis des données sur 41 bassins pétroliers et gaziers à travers le monde, couvrant 25 pays et 50 % de la production mondiale de pétrole et de gaz terrestre. Près de 800 chercheurs, analystes et utilisateurs techniques issus de l’industrie, du gouvernement, du milieu universitaire et des ONG ont obtenu l’accès à nos données de niveau 3 et niveau 4 sur les plateformes Google.
Vous pouvez voir un aperçu de cette capacité sur la page associée des applications Google Earth Search Engine.
Carbon Mapper
Carbon Mapper est le résultat d’un partenariat public‑privé unique lancé en 2019 pour développer et déployer deux satellites capables de détecter et quantifier les super‑émetteurs de méthane et de CO2.
Le projet est financé par une organisation à but non lucratif 501(c)(3), Carbon Mapper, qui dépend de la générosité des bailleurs de fonds philanthropiques.
Sur le plan technique, des organisations telles que le NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL), Planet Labs PBC, le California Air Resources Board (CARB), l’University of Arizona, l’Arizona State University, Stanford University, Harvard University, University of Michigan et RMI ont apporté leur expertise.
Du côté financier et philanthropique, on trouve la High Tide Foundation, Bloomberg Philanthropies et la Grantham Foundation for the Protection of the Environment.
“Avec le lancement de notre premier satellite, Carbon Mapper, nos partenaires travaillent à augmenter la disponibilité des données publiques afin d’accélérer la réduction des émissions à l’échelle mondiale.”Riley Duren, PDG de Carbon Mapper
Les satellites sont équipés pour détecter les panaches de méthane, par exemple provenant de pipelines ou de torchères, avec des taux d’émission aussi faibles que 70 kg/h dans des conditions modérées (limite de détection prévue à 90 % d’environ 100 kg/h).
L’instrument du satellite Tanager‑1 de Planet représente la technologie de spectromètre d’imagerie de 5ᵉ génération, conçue par le NASA JPL.
Source: Carbon Mapper
Avant le lancement du premier satellite en 2024, Carbon Mapper utilisait des spectromètres d’imagerie embarqués sur des avions pour détecter les super‑émetteurs de méthane, notamment AVIRIS‑NG du NASA, JPL, et le Global Airborne Observatory du Center for Global Discovery and Conservation Science de l’ASU.
AIRMO
AIRMO est une initiative dirigée par l’Allemagne développant une constellation de satellites qui utilisera une combinaison unique de capteurs LiDAR et SWIR (infrarouge à ondes courtes) pour suivre le méthane même à travers les nuages ou la nuit.
Le spectromètre push‑broom SWIR sera capable de détecter les colonnes de méthane avec une résolution d’échantillonnage au sol d’environ 50 m en travers à une altitude de 500 km. Le système micro‑LiDAR améliorera la précision et la sensibilité de la détection au-delà de ce que les seuls spectromètres peuvent atteindre.
Le système combinera les données satellitaires avec des capteurs TDLAS aéroportés et utilisera des analyses de données novatrices basées sur l’IA.
AIRMO a annoncé en février 2026 un partenariat stratégique avec EnduroSat. EnduroSat fournira son satellite à conception modulaire sans câble brevetée FRAME‑15, plateforme de classe ESPA, avec 70 kg de charge utile et 3,4 kW de puissance, une conception déjà utilisée dans 120 satellites en exploitation.
“Nous avions besoin d’un partenaire capable de suivre notre rythme et notre ambition. EnduroSat apporte exactement la profondeur technique et l’expérience d’exécution de mission dont nous avons besoin pour mettre notre charge utile en orbite selon le calendrier et conformément aux spécifications.”Daria Stepanova – PDG et co‑fondatrice, AIRMO
Le premier satellite est prévu pour un lancement début 2027 et servira de base à une constellation de plus de 12 satellites conçue pour fournir une intelligence mondiale sur le méthane à grande échelle avec une résolution temporelle inégalée.
Les marchés initiaux ciblés comprennent l’infrastructure gazière européenne, l’Asie centrale et le Moyen‑Orient — des régions où les émissions de méthane sont parmi les plus élevées et les moins surveillées au monde.
GESat / Copernicus (Europe)
L’Agence spatiale européenne (ESA) travaille sur ce projet qui a vu le lancement du premier satellite faisant partie de la constellation d’Absolut Sensing en 2025 à bord d’une fusée SpaceX. Les satellites sont construits autour de plateformes CubeSat 12u standard.
GESat GEN1 intègre une combinaison d’instruments hyperspectraux pour identifier précisément les émissions de méthane avec une grande précision. Cela comprend une large gamme de détection des longueurs d’onde infrarouges, refroidie par le système CRYASSY afin d’améliorer la sensibilité de l’instrument et la résolution spectrale.
Source: Absolut Sensing
La mission détectera et quantifiera les émissions de méthane ponctuelles avec un seuil de 100 kg/h. Une constellation supplémentaire de 3 satellites (CO2M‑A, -B et -C) devrait être pleinement opérationnelle d’ici la fin 2026 et ajouter davantage de données. L’initiative Copernicus exploite également les données d’autres constellations, notamment GHGSat.
Les données seront analysées par un modèle d’apprentissage automatique guidé par la physique (IA) entraîné sur des pétaoctets de données atmosphériques et météorologiques. Cela aidera à améliorer les mesures dans toutes les conditions météorologiques, y compris lorsque les vents et d’autres effets liés au temps peuvent déformer les données d’émission originales.
Source: Copernicus
PRISMA
PRISMA, ou PRecursore IperSpettrale della Missione Applicativa, est un satellite hyperspectral italien lancé par l’Agence spatiale italienne (ASI) en mars 2019.
Il utilise un spectromètre à prisme pour séparer la lumière réfléchie en 239 bandes spectrales étroites et continues et couvre le spectre de 400 nm à 2500 nm, incluant le visible (VNIR) et le proche infrarouge à ondes courtes (SWIR).
Il combine finalement un capteur hyperspectral avec une résolution de 30 m (100 pieds) avec une caméra pancromatique de résolution 5 m (16 pieds) pour des images nettes et détaillées, et une large bande de 30 km (18,6 miles).
Cette génération antérieure de satellite peut détecter le méthane, mais possède également de nombreuses autres applications en foresterie, agriculture, urbanisme, exploitation minière, autres surveillances environnementales et gestion des catastrophes.
EnMap
EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program) est une mission satellite hyperspectrale allemande lancée en 2022.
Il utilise la spectroscopie d’imagerie pour décomposer la lumière du soleil réfléchie par la Terre en 246 bandes spectrales étroites et contiguës, de 420 nm à 2450 nm, couvrant les régions visible, proche infrarouge (VNIR) et infrarouge à ondes courtes (SWIR).
Chaque pixel d’une image EnMAP représente une zone de 30 m × 30 m au sol. Comme PRISMA, il s’agit d’un satellite polyvalent, mais il a apporté des résultats importants sur les émissions de méthane avant le lancement de satellites et constellations plus spécialisés.
NarSha (South Korea)
NarSha est la première constellation de microsatellites dédiée à la surveillance du méthane de Corée du Sud, composée de plus de 100 satellites, développée par la société sud‑coréenne Nara Space pour un lancement en 2026, en collaboration avec l’Université nationale de Séoul (SNU) et le Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).
Les satellites sont construits selon le standard compact 16U CubeSat, et une première série de 12 satellites commencera à être lancée en 2026.
Le nombre même de ces satellites pourrait fournir une surveillance quasi en temps réel du méthane à l’échelle mondiale, avec des revisites quotidiennes des sources d’émission spécifiques. Il devrait offrir une haute résolution, avec une résolution spatiale attendue de moins de 25–30 mètres et des mesures très précises axées sur le méthane, grâce à une résolution spectrale inférieure à 1 nm (dans la bande du méthane 1625–1670 nm).
Corriger les émissions de méthane
D’où proviennent les émissions de méthane ?
Grâce à des mesures plus précises provenant de tous les satellites suivant le méthane, nous disposons désormais d’une image beaucoup plus précise des émissions de méthane qu’en 2020. Globalement, les émissions de pétrole et de gaz sont les plus importantes en Eurasie (en particulier en Russie et en Asie centrale), au Moyen‑Orient et en Amérique du Nord, ainsi que des niveaux étonnamment élevés en Afrique.
Source: IEA
Comment les émissions de méthane peuvent‑elles être réduites ?
Les fuites, les sites de production de combustibles fossiles mal entretenus et la torchage sont toutes des sources majeures de méthane qui pourraient être résolues à presque aucun coût net.
Parmi les nombreuses solutions pouvant être mises en œuvre avec les technologies et ressources disponibles, quelques‑unes peuvent être mentionnées :
- Fournir un accès à l’énergie propre aux sites de production de combustibles fossiles.
- Réduire le torchage.
- Détection des fuites et réparations.
- Unités de récupération de vapeur.
D’autres mesures comme le colmatage des puits fuyants ou la dégazification des mines de charbon pourraient également être impactantes, mais sont moins cruciales en volume absolu.
Source: IEA
Cependant, les dépenses totales sont relativement faibles comparées à l’économie mondiale, ou par exemple aux revenus des compagnies pétrolières ou aux dépenses militaires, l’estimation de l’IEA de 250 milliards de dollars étant suffisante pour réduire la plupart des émissions de méthane.
“Nous estimons qu’environ 260 milliards de dollars US de dépenses seront nécessaires d’ici 2030 pour mettre en œuvre toutes les mesures d’atténuation du méthane requises afin d’atteindre une réduction de 75 % des émissions de méthane. Les dépenses annuelles moyennes requises représentent moins de 2 % du revenu net que l’industrie des combustibles fossiles génère chaque année.”
Bien que bon nombre de ces investissements se remboursent grâce aux émissions économisées et à la récupération de gaz naturel utile pouvant être vendu ou utilisé, certaines initiatives nécessiteront un financement direct lorsqu’elles ont un coût net négatif. Mais cela pourrait également être financé relativement facilement par des institutions internationales, compte tenu des montants requis.
“Nous estimons que le déficit de financement pour l’atténuation du méthane des combustibles fossiles dans les pays à revenu faible et intermédiaire s’élève à environ 60 milliards de dollars US (environ 40 milliards de dollars US pour les opérations actives et 20 milliards de dollars US pour les installations abandonnées).”
Investir dans la surveillance du méthane
(GOOGL )
Google est, bien sûr, surtout connu comme un moteur de recherche ultra‑dominant, un outil majeur pour la publicité sur Internet, un fournisseur de services cloud et un leader en technologie d’IA. Mais il est également, via son Earth Engine, le principal partenaire pour le traitement des données d’émissions de méthane à des fins réglementaires mondiales.
Earth Engine combine les images satellites avec les algorithmes de Google et de ses partenaires pour déployer ces informations en applications concrètes, exploitables et réelles.
Cela inclut des ensembles de données prêts à l’emploi couvrant tout, du climat, de la météo, de la géographie à l’agriculture, ou un accès direct via l’API Earth Engine, disponible en Python et JavaScript.
“Google Earth Engine a permis, pour la première fois dans l’histoire, de traiter rapidement et avec précision d’énormes quantités d’images satellites, en identifiant où et quand les changements de couverture forestière se sont produits à haute résolution. Global Forest Watch n’existerait pas sans lui. Pour ceux qui se soucient de l’avenir de la planète, Google Earth Engine est une grande bénédiction !”Dr. Andrew Steer, Président et PDG du World Resources Institute.
Les données peuvent être utilisées à des fins non commerciales, auquel cas l’utilisation est gratuite sous un ensemble strict de conditions.
Source: Earth Engine
Elle peut également être utilisée à des fins commerciales, offrant à l’entreprise cliente un accès direct à plus de 50 pétaoctets de données prêtes à l’analyse et une puissance de traitement analytique inégalée. Cela peut servir à démontrer l’impact des initiatives ESG, identifier les risques environnementaux, optimiser les rendements agricoles, comparer des sites potentiels pour des installations industrielles comme les centrales photovoltaïques, etc.
“Unilever s’engage à atteindre une chaîne d’approvisionnement sans déforestation d’ici 2023. L’utilisation d’une plateforme géospatiale qui exploite Google Earth Engine et Google Cloud nous permet de réaliser notre ambition de créer une chaîne d’approvisionnement véritablement durable.”
De nombreuses entreprises ont été créées grâce à Google Earth Engine, par exemple :
- Earth Blox : propose une interface sans code pour Earth Engine, la rendant accessible aux utilisateurs non techniques du secteur commercial
- NGIS : se concentre sur la fourniture d’informations pour l’industrie agricole.
- Spatial Informatics Group (SIG) : se concentre sur le soutien à la prise de décision environnementale, avec une expertise en identification de la végétation, analyse phénologique et suivi des cultures.
- Climate Engine : partenaire stratégique qui fournit des applications essentielles intégrées à Google Cloud, aidant les entreprises à gérer les ressources en eau et le risque d’incendies.
Ceci n’est qu’un exemple parmi tant d’autres du pouvoir des données pour une entreprise comme Google. Il peut non seulement avoir un impact très positif pour les ONG et autres activités non commerciales, mais aussi fournir un flux de données irremplaçable (et très précieux et monétisable) à d’innombrables entreprises, directement ou indirectement via des fournisseurs et curateurs qui transforment les données en informations exploitables pour des industries ou cas d’utilisation spécifiques.
Alors que nous entrons dans l’aube de l’ère de l’IA, ce type de trésor de données prendra de plus en plus de valeur, en particulier pour des entreprises comme Google, capables d’en exploiter le maximum grâce à leur propre expertise interne en IA, dont les LLM comme Gemini ne sont que la partie émergée de l’iceberg.
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