Jumeau numérique des observations satellites de la Terre – RT-Twin

L'objectif du LabCom RT-Twin est d'améliorer les travaux dans le domaine de l'observation de la Terre (i.e., télédétection) comme la préparation de missions spatiales et l'exploitation des mesures des systèmes d'observation existants. L'approche s'appuie sur la modélisation physique des mesures de télédétection avec le modèle de transfert radiatif (TR) tri-dimensionnel (3D) DART (https://dart.omp.eu) développé au CESBIO depuis 1992. DART a maintenant atteint le niveau requis pour simuler de manière efficace et précise les mesures de télédétection des paysages naturels et urbains, pour toute configuration d'observation de l'ultraviolet (UV) à l'infrarouge thermique (IRT), y compris le signal LiDAR et la fluorescence chlorophyllienne induite par le soleil (SIF). De plus, le CNRS a labellisé DART en juillet 2023 et l'Université Toulouse III a déjà diffusé plus de 600 licences DART "scientifiques". Il s'agit donc de mettre à profit l'avancée scientifique en modélisation TR par l'équipe DART du CESBIO, pour consolider DART, l'adapter aux besoins d'ACRI-ST et ainsi améliorer le potentiel d'ACRI-ST dans le domaine de l'observation de la Terre. ACRI-ST et le CESBIO ont collaboré plusieurs fois pour l’optimisation de missions de télédétection avec DART. Ces travaux communs soulignent le bien-fondé et le besoin de créer un laboratoire commun pour transformer le modèle DART en un outil opérationnel pour de plus larges publics (scientifiques et techniciens de l’observation la Terre). Cette démarche est conçue à double sens : ACRI-ST bénéficiera de l’expertise du CESBIO sur l’outil DART pour en valoriser conjointement l’usage, et le CESBIO bénéficiera d'un contexte idéal pour maintenir et "faire vivre" DART dans son excellence scientifique dans un contexte concurrentiel. Ces bénéfices conjoints sont naturellement bâtis sur une démarche itérative entre les activités des deux entités.

Deux axes sont particulièrement considérés pour ce laboratoire commun :
1) Amélioration de DART :
- Modélisation du TR dans DART pour la simulation opérationnelle (i.e., temps de calcul, espace mémoire) d'images réalistes et physiquement correctes des paysages naturels et urbains.
- Maquettes de paysages et éléments de paysage (e.g., maison, arbre, plante) utilisées par DART, avec en particulier le géoréférencement des maquettes et produits DART et le couplage avec des modèles de croissance des plantes, et une paramétrisation opérationnelle de l'atmosphère.
- Propagation des incertitudes au sein de DART du fait des inévitables incertitudes concernant en particulier les propriétés optiques des éléments de paysage.

2) Valorisation des travaux de recherche :
- Préparation / pré-dimensionnement de nouvelles missions spatiales, avec évaluation de leurs performances, à partir de simulations DART.
- Qualification de nouveaux algorithmes de traitement sur des simulations de paysage de référence, et support aux activités de validation et aux applications du spatial.
- Promotion des développements avec un service à la demande de génération d’images et d’expertise pour des acteurs du spatial.
- Promotion et valorisation des développements dans le cadre des missions spatiales institutionnelles et/ou de l’écosystème du NewSpace.