Carte du dioxyde d’azote au-dessus de l’Europe observée par Sentinel-4 le 8 octobre 2025, montrant des concentrations élevées sur la vallée du Pô et la Méditerranée. — Première image du dioxyde d’azote (NO₂) observée par le satellite Sentinel-4 le 8 octobre 2025. Les concentrations les plus élevées apparaissent au-dessus de la vallée du Pô et le long du littoral méditerranéen. © ESA / IUP-Bremen / DLR / Copernicus (2025)

Sentinel-4 capte les traces de pollution depuis 36 000 km d’altitude

Une nouvelle étape pour la surveillance de l’air

L’Europe franchit un nouveau cap dans la surveillance de la qualité de l’air. Le satellite Sentinel-4, nouvel instrument du programme Copernicus, vient de livrer ses premières images, révélant la présence de dioxyde d’azote, de dioxyde de soufre et d’ozone dans l’atmosphère.

Bien que ces résultats soient encore préliminaires, ils marquent une étape majeure : pour la première fois, l’Europe observe les polluants atmosphériques depuis une orbite géostationnaire, à 36 000 kilomètres au-dessus de la Terre.

« Sentinel-4 est la première mission européenne à fournir des observations horaires de la qualité de l’air. En capturant les variations rapides de la pollution, elle change la donne pour le suivi et la prévision de l’air sur le continent », explique Ben Veihelmann, scientifique de mission à l’ESA.

Une mission à double vocation : météo et composition atmosphérique

Lancée en juillet 2025, Sentinel-4 est un spectromètre ultraviolet-visible-infrarouge proche (UVN) embarqué à bord du satellite Meteosat Third Generation Sounder (MTG-S1). Cette architecture à double mission combine sur une même plateforme deux capacités essentielles :

L’observation météorologique, assurée par MTG-S,
L’analyse de la composition atmosphérique, assurée par Sentinel-4.

Ce partenariat entre ESA, EUMETSAT et la Commission européenne illustre la puissance du programme Copernicus : mutualiser les ressources pour mieux comprendre et protéger notre environnement.

Premières images : trois polluants clés révélés

Le premier jeu d’images, acquis le 8 octobre 2025, montre la répartition du dioxyde d’azote (NO₂) au-dessus de l’Europe. Les concentrations les plus élevées apparaissent le long de la côte méditerranéenne et dans la vallée du Pô, en Italie. Certaines zones sont absentes de la carte, le satellite ne pouvant observer le NO₂ à travers les nuages. Polluant issu principalement de la combustion de carburants fossiles (transports, chauffage, centrales), le NO₂ est non seulement toxique mais aussi précurseur de l’ozone troposphérique et des particules fines.

Carte de la couverture nuageuse en Europe observée par Sentinel-4 le 8 octobre 2025. — Image de la couverture nuageuse au-dessus de l’Europe et de la Méditerranée acquise par Sentinel-4 le 8 octobre 2025. Cette carte illustre les zones où l’instrument ne peut pas mesurer la concentration en dioxyde d’azote à cause de la présence de nuages. Credit: contains modified Copernicus Sentinel data (2025), processed by IUP-Bremen/DLR/ESA

Carte du dioxyde d’azote au-dessus de l’Europe observée par Sentinel-4 le 8 octobre 2025. — Première image du dioxyde d’azote (NO₂) captée par Sentinel-4 le 8 octobre 2025. On distingue nettement les concentrations élevées le long de la côte méditerranéenne et dans la vallée du Pô, en Italie. Credit: contains modified Copernicus Sentinel data (2025), processed by IUP-Bremen/DLR/ESA

La deuxième image illustre la détection du dioxyde de soufre (SO₂). Un panache distinct s’élève du Mont Etna en Sicile et dérive vers le sud-est au-dessus de la Méditerranée. Outre les émissions volcaniques naturelles, le SO₂ provient également des navires brûlant des carburants à forte teneur en soufre et de certaines centrales thermiques. Gaz irritant et précurseur de particules, il représente un enjeu sanitaire et environnemental majeur.

Image du panache de dioxyde de soufre détecté par Sentinel-4 au-dessus du mont Etna le 8 octobre 2025. — Première détection du dioxyde de soufre (SO₂) par le satellite Sentinel-4. Un panache distinct s’élève du mont Etna, en Sicile, et dérive vers le sud-est au-dessus de la Méditerranée. Credit: contains modified Copernicus Sentinel data (2025), processed by BIRA/DLR/ESA

La troisième image révèle la distribution de l’ozone (O₃). Un maximum est observé au-dessus des Balkans et de la Grèce, et un minimum sur la région baltique. Ces résultats concordent avec les mesures d’instruments plus anciens comme GOME-2 (MetOp) et TROPOMI (Sentinel-5 Precursor). Rappelons que l’ozone stratosphérique protège la vie terrestre des ultraviolets, tandis que l’ozone troposphérique, au contraire, dégrade la qualité de l’air et affecte la santé respiratoire.

Carte européenne de la colonne d’ozone observée par Sentinel-4 le 8 octobre 2025, avec un maximum sur les Balkans et un minimum sur la région baltique. — Première image de la distribution de l’ozone (O₃) captée par Sentinel-4 le 8 octobre 2025. Les concentrations les plus élevées apparaissent au-dessus des Balkans et de la Grèce, tandis qu’un minimum est observé sur la région baltique. Crédit: contains modified Copernicus Sentinel data (2025), processed by DLR/ESA

Enfin, une vue globale de l’Europe et du nord de l’Afrique, réalisée à partir des premiers spectres de radiance terrestre, démontre la qualité du calibrage de l’instrument. Les terres, les mers et les nuages apparaissent clairement différenciés.

Image en fausses couleurs de l’Europe et du nord de l’Afrique captée par Sentinel-4 le 8 octobre 2025, montrant les terres, les mers et les nuages. — Image en fausses couleurs de l’Europe et de l’Afrique du Nord, produite à partir des premiers spectres de radiance terrestre mesurés par Sentinel-4. Les terres, les mers et les nuages apparaissent clairement différenciés. Crédit: CC BY-SA 3.0 IGO or ESA Standard Licence

Une observation continue depuis une orbite géostationnaire

Contrairement aux satellites en orbite polaire, qui ne survolent une même région qu’une fois par jour, Sentinel-4 reste fixe par rapport à la Terre, observant en continu la même portion du globe. Résultat : une carte horaire de la pollution atmosphérique sur l’Europe et l’Afrique du Nord.

Cette fréquence inédite permettra de suivre en temps quasi réel les variations rapides : pics urbains, panaches volcaniques, épisodes industriels.

Un instrument encore en rodage, mais déjà prometteur

Ces premières données ont avant tout valeur de test. Comme l’explique Didier Martin, chef de projet Sentinel-4 à l’ESA :

« Ces résultats préliminaires confirment que Sentinel-4 est en bonne santé, que la calibration et les chaînes de traitement sont sur la bonne voie. »

L’instrument entame désormais sa phase de validation opérationnelle avant son intégration complète dans les services Copernicus.

Un outil au service de la santé et du climat

Une fois pleinement opérationnel, Sentinel-4 mesurera régulièrement le NO₂, le SO₂, l’ozone, mais aussi le formaldéhyde, le glyoxal et les aérosols. Ces données alimenteront le Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS), qui fournit déjà des cartes de qualité de l’air et des prévisions de pollution. Elles contribueront à la recherche climatique, aux politiques environnementales européennes et à la sensibilisation du public.

Une réussite européenne collective

« Nous sommes très fiers de cette mission, fruit d’une collaboration entre la Commission européenne, EUMETSAT et nos équipes industrielles », souligne Simonetta Cheli, directrice des programmes d’Observation de la Terre à l’ESA. « Ces premières images confirment le bon fonctionnement du système et ouvrent une nouvelle ère pour la surveillance atmosphérique européenne. »

Avec Sentinel-4, l’Europe dispose d’un œil géostationnaire capable de mesurer l’air que nous respirons, heure par heure. En complément des missions polaires Sentinel-5P et MetOp, ce nouveau satellite permettra d’établir un suivi continu des polluants et d’améliorer les modèles de prévision. À 36 000 kilomètres de la Terre, Sentinel-4 veille sur l’atmosphère de notre continent.