Valorisation de la mission SARAL

6.2.1 Enrichissement de la chaîne CalValGlace . . . 100

6.2.2 Affinement des impacts de l’algorithme de retracking ICE-2 Ad- vanced . . . 100

6.2.3 Vers une meilleure compréhension de la physique de la mesure : apport de la modélisation . . . 102

6.2.4 Missions altimétriques pour enrichir la comparaison . . . 104

6.1

Conclusions

6.1.1

Résumé

Plusieurs études ont été réalisées afin d’améliorer le traitement des données altimé- triques dans un contexte de valorisation de la mission SARAL, afin de s’affranchir des contraintes pour analyser de manière fiable les résultats. La pénétration de l’onde dans le manteau neigeux est variable temporellement et spatialement comme cela a été montré dans le chapitre 3 grâce à la comparaison des données ENVISAT et ICESat. A l’issue de cette étude, la profondeur de pénétration d’ENVISAT en bande Ku est de l’ordre de 1 m et sa variabilité est assez élevée puisqu’elle atteint 1 m également, ce qui est en accord avec la théorie. L’estimation de l’impact de l’effet de pénétration sur la hauteur de glace est dépendante de la pente du terrain et de l’algorithme de retracking utilisé. A l’issue de ces constatations, l’étude propose une correction des données simple basée sur le front de montée et un modèle linéaire. Cette correction est dépendante de l’altimètre considéré, mais le modèle est applicable à la mission SARAL avec des données conco- mitantes. Le modèle linéaire ne fonctionne pas en présence de fortes pentes car le biais de pénétration est faible par rapport à celui induit par l’effet de la pente. Pour limiter l’impact dû à la pente, le chapitre 4 présente un nouvel editing basé sur un seuillage plus sévère et la classification des formes d’ondes. Pour la première fois, la classification des formes d’ondes a été utilisée pour étudier l’erreur de mesure sur le signal altimétrique de SARAL. Les classes ont montré l’impact de la pente dans la distorsion des formes d’ondes mais aussi des classes non adaptées à l’algorithme ICE-2 basé sur le modèle de Brown. Grâce à la classification et au seuillage, l’editing sélectionne en sortie des données fiables en augmentant le rapport signal sur bruit de manière significative. La performance de la mesure de SARAL est estimée grâce à l’étude de la différence de hauteur aux points de croisement. Nous avons montré l’apport de la correction marée océanique GOT 4.8 qui présente un fort impact sur les plates-formes. Grâce au nouvel editing proposé et la correction de marée océanique, l’écart-type des données est réduit de plus de 90% tout en gardant une densité de données satisfaisante, de l’ordre de 60%. La performance de la mission est de 5 cm ± 20 cm. En traitant les séries temporelles au lieu de la méthode des points de croisement, l’editing permet de garder les données fiables sur les côtes, zones les plus sensibles à une variation de hauteur mais aussi dont la précision est la moins accrue. Le chapitre 5 montre les résultats de la mission SARAL sur près de trois ans de missions. Les observations sont cohérentes avec les résultats théoriques que l’on pouvait attendre. En ce qui concerne la rétrodiffusion, nous avons remarqué qu’elle est fortement variable aux points de croisement, notamment pour des durées supérieures à 5 jours. A l’issue de ces comparaisons, on peut dire que la bande Ka suit les évolutions prédites par la théorie et en continuité avec celles de la bande S et de la bande Ku. Elle est plus sensible à la ru- gosité de surface et à la pente qui distord les formes d’ondes. Pour ce qui est de la hauteur de glace, nous montrons l’importance de la corr « géo » déjà expliquée dans le chapitre 2 pour une comparaison fiable entre deux missions altimétriques. La rétrodiffusion présente des variations saisonnières qu’il reste à analyser de manière géophysique. La différence entre ENVISAT et SARAL permet de voir a priori des structures géophysiques, comme la perte de masse des glaciers à l’Ouest et l’impact de la pénétration au centre mais des séries temporelles plus longues et l’application de la corr « écho » sont nécessaires pour

confirmer ces observations préliminaires.

6.1.2

La chaîne CalValGlace

Le développement de la chaîne CalValGlace a permis de suivre sur le long terme les paramètres géophysiques et instrumentaux de SARAL. Grâce aux suivis statistiques, on peut détecter des anomalies que l’on ne prend pas en compte dans l’analyse géophysique. Ce suivi sur le long terme permet d’établir des diagnostics et d’améliorer la connaissance de la physique de la mesure en bande Ka, tout en comparant avec les altimètres précé- dents. La chaîne calcule des statistiques basées sur la méthode des points de croisement afin d’estimer la performance de l’altimètre ou la variabilité du signal altimétrique en calculant des points de croisement mono-mission. On peut aussi estimer la profondeur de pénétration en calculant des points de croisement inter-mission comme dans le chapitre 3. En conclusion, la méthode des points de croisement, bien que prodiguant une densité de données moindre que la méthode le long de la trace, se révèle efficace que ce soit pour valoriser la précision des données ou analyser deux missions entre elles. Il est prévu au cours de l’année 2016 que SARAL soit placé en orbite dérivante après 3 ans sur l’orbite d’ERS1, ERS2 et ENVISAT. La méthode aux points de croisement restera applicable contrairement aux méthodes de quantification de données basées sur la comparaison à la trace moyenne, valide uniquement si la mission est placée sur une orbite répétitive. Les résultats apportés dans cette thèse permettent de continuer l’exploitation de SARAL tout en ayant des données fiables et comparables, notamment avec CryoSat-2, ICESat-2 ou Sentinel-3 (voir la partie Perspectives).

6.1.3

Valorisation de la mission SARAL

Au final, la mission SARAL est valorisée grâce à ces points :

— La performance centimétrique de la mission est démontrée grâce à l’editing. — La compréhension du modèle de marée océanique est affinée.

— L’interêt de la méthode des points de croisement est mis en avant notamment pour la continuité du traitement des données de SARAL sur orbite dérivante.

— Les suivis sur le long terme sont automatisés. — SARAL présente une grande sensibilité à la pente.

— L’écho est proche de la sub-surface et la profondeur de pénétration est faible. — La sensibilité à la taille des grains est accrue, ce qui offre des perspectives pour

estimer le taux d’accumulation.

— Avec les différentes méthodes de traitement de données présentées, l’analyse géo- physique est plus fiable.