Les satellites conçus pour le méthane passent un test à l’aveugle

Deux cent soixante-cinq fois en un an, la vanne est restée fermée au moment où un satellite survolait le terrain d’essai, en Arizona. Les 481 autres fois, du méthane s’en échappait, à un débit mesuré au sol qui allait de 9,5 kilos à près de 1,2 tonne par heure. Sur ces 746 essais, quinze équipes d’analyse venues de neuf pays devaient dire, à partir des seules images, s’il y avait du gaz et en quelle quantité, sans connaître la réponse ; elles ont rendu plus de 2 250 estimations. Le bilan de cette campagne, publié le 14 octobre dans Nature par des chercheurs de l’université Stanford, de l’université du Michigan, de l’université de Californie à Berkeley et de l’université de l’Iowa, porte sur douze satellites « gouvernementaux, commerciaux et à but non lucratif ». Les auteurs le présentent comme le plus grand essai contrôlé de ce type à leur connaissance.

Il concerne directement les compagnies pétrolières et gazières, les régulateurs et l’Union européenne, qui s’apprête à fonder une partie de sa surveillance du méthane sur ces images.

Pourquoi lâcher du méthane exprès

Le méthane, principal composant du gaz naturel, est un gaz à effet de serre bien plus efficace que le dioxyde de carbone pour piéger la chaleur dans l’atmosphère, rappelle le JPL de la NASA. Les satellites étudiés ici visent les « sources ponctuelles » : des fuites localisées, sur un puits, une canalisation ou une décharge. Ils savent repérer leur panache, la traînée de gaz qui s’étire sous le vent, en lisant dans la lumière réfléchie par le sol la signature particulière du méthane.

Encore faut-il savoir ce que valent ces alertes. Un satellite qui annonce une fuite inexistante envoie une équipe d’inspection pour rien ; un satellite qui en manque une laisse filer le gaz. D’où le principe du test « en simple aveugle » : les analystes connaissent le lieu et la période de l’essai, mais ni le moment des rejets, ni leur débit, ni même s’il y a eu un rejet. Les « témoins », ces passages où rien n’est lâché, servent à compter les fausses alertes.

La même équipe avait conduit un premier essai de ce genre à l’automne 2022, près de Casa Grande, en Arizona, décrit en janvier 2024 dans la revue Atmospheric Measurement Techniques : 82 rejets, six équipes, 134 estimations, aucune fausse alerte, mais 41 estimations sur 134 ont manqué un rejet bien réel. Les auteurs y résumaient l’enjeu : ces satellites « auront le plus d’impact si les parties prenantes disposent d’une évaluation lucide de leurs capacités ». L’essai de 2024-2025 est bien plus vaste et compte parmi les premières évaluations de ce type pour trois instruments récents : EMIT, installé sur la Station spatiale internationale, Tanager-1, de l’organisation Carbon Mapper, et GHOSt.

Trois familles, trois niveaux de réussite

Le résumé publié tient en un mot : les performances sont « hétérogènes ». Elles dépendent d’abord de la raison pour laquelle l’instrument a été construit.

Les instruments « conçus pour » le méthane obtiennent les meilleurs résultats : ils repèrent 92 à 100 % des rejets réels, avec 0 à 11 % de fausses alertes sur les passages à vide. Leur estimation du débit est elle aussi bonne en tendance. Les auteurs donnent une pente de 0,83 à 1,00 : une pente de 1 signifie qu’en moyenne les estimations suivent les débits mesurés au sol ; une pente inférieure à 1, qu’elles tendent à les sous-estimer. Pris un par un, en revanche, les chiffres restent approximatifs : l’écart moyen entre l’estimation et la mesure, en valeur absolue, atteint 44 %. Autrement dit, un satellite dédié voit bien la fuite, mais peut se tromper de près de moitié sur son ampleur lors d’un passage donné.

Viennent ensuite les instruments « reconvertis » pour le méthane, construits pour autre chose. C’est le cas d’EMIT, conçu, selon le JPL, « pour aider les scientifiques à comprendre comment la poussière affecte le climat », et qui s’est révélé capable de repérer aussi le méthane. Cette famille détecte 62 à 88 % des rejets, avec une erreur moyenne de 46 % sur le débit ; « beaucoup font preuve d’une réelle compétence », notent les auteurs.

Les grands imageurs généralistes, du type de Sentinel-2 ou de Landsat, qui balaient régulièrement la plus grande partie de la surface terrestre, « détectent mal aux débits testés ». Ils gardent un atout que les instruments dédiés n’ont pas : une couverture de toute la planète à intervalles réguliers et des archives sur des années, ce qui justifie, selon l’étude, de poursuivre le travail.

Deux précisions comptent pour lire ces pourcentages. Ils portent sur les images effectivement acquises et sans nuages : un satellite qu’il faut programmer pour viser un site précis n’a pas toujours été pointé, et certains passages n’ont rien donné. Et un même satellite a été analysé par une à dix équipes : chaque résultat est celui d’un couple satellite-équipe.

Les méthodes d’IA, à l’origine de 79 % des fausses alertes

Une partie des équipes confie à l’intelligence artificielle le repérage automatique des panaches dans les images. L’étude leur reconnaît du potentiel, mais appelle à « la prudence » : 79 % des fausses alertes recensées viennent de ces méthodes.

Parmi les participants figurent des sociétés privées d’analyse, comme la société parisienne Kayrros, qui propose aux régulateurs et aux industriels un service de suivi du méthane par satellite.

Des nuages, et une fuite dont on connaissait l’adresse

Deux limites encadrent la portée de l’essai. La première est météorologique : au-delà de 20 % de couverture nuageuse, mesurée depuis le sol, les performances de tous les systèmes se dégradent, ce qui soulève, selon les auteurs, « des inquiétudes pour l’usage dans certaines régions ». Les régions souvent nuageuses seront donc moins bien surveillées.

La seconde tient à la conclusion elle-même. Les mesures satellitaires peuvent atteindre une détection et une quantification précises des sources ponctuelles de méthane « lorsque l’emplacement de la source est approximativement connu ». L’essai valide donc la surveillance d’installations recensées, que l’on sait où regarder. Il ne dit pas avec quelle fiabilité un satellite trouve une fuite inconnue au milieu d’un continent.

Le lieu exact de l’essai demande aussi une lecture attentive : le résumé parle de l’Arizona, tandis que le jeu de données publié par Stanford le 15 septembre 2026, qui couvre aussi une phase préparatoire menée avec les équipes, mentionne des rejets « sur deux sites de l’Ouest des États-Unis » entre 2024 et 2025.

Une conclusion plus prudente qu’au printemps

Une première version de l’étude avait été mise en ligne le 22 avril 2026 sur la plateforme Research Square, sous forme de prépublication, c’est-à-dire avant la relecture par d’autres chercheurs que pratique Nature. La comparaison des deux résumés montre ce que cette relecture a changé. Les chiffres clés sont identiques ; le ton, non.

La prépublication s’intitulait « Débloquer une détection crédible du méthane depuis l’espace » ; la version publiée parle d’« évaluer » cette détection. Le texte d’avril présentait l’étude comme « la première évaluation » d’EMIT, de Tanager-1 et de GHOSt, celui d’octobre comme « l’une des premières ». Surtout, la conclusion d’avril annonçait que des mesures de qualité depuis l’espace pouvaient permettre une détection précise et une quantification sans biais, « ouvrant une nouvelle ère dans la réduction internationale des gaz à effet de serre ». La version publiée a retiré la « nouvelle ère » et ajouté la condition d’un emplacement « approximativement connu ». Un chiffre a aussi disparu du résumé : tous satellites et toutes équipes confondus, 70,6 % des réponses identifiaient correctement la présence ou l’absence de gaz. La revue a pour sa part accompagné l’article d’une courte présentation dont le titre affirme que ce vaste test à l’aveugle « donne de la crédibilité aux données d’émissions ».

L’article publié indique enfin ses financeurs : le Global Methane Hub, la Grantham Foundation, la compagnie pétrolière saoudienne Saudi Aramco et la Stanford Natural Gas Initiative, au titre de son programme d’affiliés industriels. Deux auteurs déclarent un lien d’intérêts : Eric Kort préside le comité science et mesure de Carbon Mapper, dont Adam Brandt est membre ; l’étude rattache à Carbon Mapper Tanager-1, l’un des instruments les plus récents qu’elle évalue. Ces liens ne disent rien en eux-mêmes de la qualité des résultats ; ils montrent que l’industrie gazière et pétrolière et les acteurs de la surveillance financent ou côtoient cette évaluation.

Ce que l’Europe attend de ces images

L’étude compte les règles européennes sur le méthane parmi ses références, aux côtés du programme de l’Agence américaine de protection de l’environnement (EPA) sur les « super-émetteurs » et du système d’alerte MARS (Methane Alert and Response System). Le règlement (UE) 2024/1787, entré en vigueur le 4 août 2024, prévoit selon le résumé du Parlement européen la création d’un « outil mondial de surveillance des émetteurs de méthane et d’un mécanisme de réaction rapide aux super-émetteurs ». La Commission précisait en mai 2024 que cet outil s’appuierait sur des « données satellitaires » pour situer les sources de fortes émissions, dans l’Union comme hors de ses frontières, et que le mécanisme d’alerte viserait les installations qui rejettent du méthane à très haut débit.

Le texte vise aussi le gaz, le pétrole et le charbon importés : les exportateurs vers l’Union doivent appliquer des mesures équivalentes de surveillance, de déclaration et de vérification d’ici au 1^er janvier 2027. Le 14 octobre, jour de la parution dans Nature, la Commission a proposé de reporter d’un an ces obligations pour les importateurs, en assurant que ce changement « ne porte pas atteinte à l’ambition, à l’intégrité et au champ d’application du règlement ». La proposition doit encore être adoptée par le Parlement européen et le Conseil.

Pour ce dispositif, l’essai de Stanford apporte une mesure qui manquait : la fiabilité d’une alerte dépend de l’instrument, de la méthode employée et du ciel. Une alerte issue d’un satellite dédié, par temps clair, sur une installation connue, repose sur des performances désormais chiffrées. Une alerte produite automatiquement par une IA, sur une région nuageuse, appelle une confirmation.

Ce qui reste public, et ce qui ne l’est pas

Les débits mesurés au sol, les relevés météorologiques et les images du ciel prises pendant l’essai sont en accès libre au Stanford Digital Repository. Les images des satellites, en revanche, n’ont pas été rassemblées par l’équipe et ne sont pas diffusées avec l’étude : elles relèvent de leurs opérateurs, publics ou commerciaux. Un chercheur indépendant peut donc vérifier ce qui a été lâché, et quand ; refaire l’analyse des images suppose d’y avoir accès par d’autres voies. Les prochaines questions, que l’étude laisse ouvertes, portent sur les fuites dont personne ne connaît l’emplacement et sur les régions où le ciel est rarement dégagé.

Les citations des documents anglophones ont été traduites par la rédaction.