par Isabelle Dahman

paru dans le Rapport de Recherche de Météo-France 2016 (ISSN : 2116-438X)

Les fréquences traditionnellement utilisées pour transmettre les données des satellites aux stations terrestres (de 2 à 14 GHz) sont saturées et ne peuvent plus satisfaire les besoins croissants en termes de débits de transmission. Les plus hautes fréquences offrant des capacités nettement supérieures grâce à l’utilisation de bandes de fréquences plus larges, les futurs programmes d’observation de la terre prévoient une migration vers les bandes de fréquence allant de 18 à 53 GHz. Or, la sensibilité des ondes aux effets troposphériques augmente avec la fréquence. D’importants affaiblissements du signal (jusqu’à plusieurs dizaines de db) sont donc à prévoir, principalement en présence de forte pluie.

Des méthodes de compensation pour garantir une disponibilité acceptable doivent donc être mises en oeuvre. Ces méthodes requièrent généralement une anticipation des conditions de propagation et donc des paramètres météorologiques. Un modèle statistique de prévision de l’atténuation troposphérique conditionnée par la pluie prévue par la prévision d’ensemble PEARP   a été développé (voir figure) et réglé sur une année de transmission de données d’un satellite défilant vers une station terrestre localisée à Toulouse.

Probabilité de dépassement d’un seuil d’atténuation pour différentes valeurs du seuil (en abscisse) et différents taux de précipitation prévus par le modèle ARPEGE (modèle Action de Recherche Petite Echelle Grande Echelle) de Météo-France.

Il est alors possible d’optimiser la communication au regard des conditions de propagation prévues. On a montré que l’anticipation des conditions atmosphériques permettait in fine d’augmenter la capacité moyenne du lien satellite-station terrestre d’environ 30%, lorsque le niveau de disponibilité requise est de 99.9%.