R.E.News future Tchnology-Reading the Ocean from Space in Three Dimensions

 11/06/26-FR-English-NL-footer

Lire l’océan en 3D depuis l’espace : une révolution silencieuse pour les infrastructures maritimes

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Pendant des décennies, les satellites ont observé les océans comme une simple surface. Ils ont permis de cartographier les algues, les sédiments, les courants et les évolutions climatiques avec une précision croissante. Mais ce qui se passait sous les vagues restait largement invisible.

Aujourd’hui, cette frontière technologique est en train de tomber. Grâce à une combinaison de lidar spatial, d’intelligence artificielle et de fusion de données multisources, les chercheurs ouvrent la voie à une nouvelle génération d’observation océanique capable de révéler la structure verticale des mers et des zones côtières.

Quand une mission polaire transforme la science des océans

Lancée par la NASA en 2018 pour surveiller les calottes glaciaires, la mission ICESat-2 n’était pas destinée à révolutionner l’océanographie. Pourtant, son système laser ATLAS s’est révélé capable de pénétrer les eaux peu profondes et de mesurer non seulement la surface, mais également certaines caractéristiques de la colonne d’eau et des fonds marins.

Émettant près de 10.000 impulsions laser par seconde avec une précision centimétrique, l’instrument fournit des données inédites sur la bathymétrie côtière et l’environnement sous-marin.

Une nouvelle vision des fonds marins

Les résultats sont particulièrement prometteurs pour les secteurs de la construction maritime, des ports et des infrastructures côtières. Dans des eaux claires, ICESat-2 est capable de mesurer des profondeurs atteignant près de 40 mètres avec une précision pouvant approcher 50 centimètres.

Cette capacité offre aux autorités portuaires, aux développeurs d’énergies offshore et aux gestionnaires de littoraux un outil complémentaire aux relevés hydrographiques traditionnels, souvent coûteux et limités géographiquement.

L’intelligence artificielle au service de l’océan

Transformer des milliards de photons laser en informations exploitables reste toutefois un défi majeur. Les signaux sont perturbés par les vagues, les particules en suspension et les effets atmosphériques.

Pour surmonter ces obstacles, les chercheurs s’appuient désormais sur des algorithmes d’intelligence artificielle capables d’identifier automatiquement les données pertinentes, de corriger les erreurs et d’améliorer la qualité des modèles sous-marins. Cette automatisation accélère considérablement la production d’informations environnementales exploitables.

Vers un jumeau numérique des océans

Au-delà de la profondeur, les scientifiques commencent également à mesurer la pénétration de la lumière, l’activité biologique et les évolutions des écosystèmes marins. Ces données permettent de mieux comprendre les interactions entre climat, biodiversité et infrastructures côtières.

La véritable révolution réside cependant dans la combinaison des données issues d’ICESat-2 avec celles des satellites Sentinel, SWOT, MODIS ou encore des réseaux de capteurs océaniques. Ensemble, ces technologies construisent progressivement une représentation numérique dynamique des océans.

Un enjeu stratégique pour les décennies à venir

Alors que les investissements dans les ports, les énergies marines renouvelables, la protection côtière et les infrastructures offshore continuent de croître, l’accès à une intelligence environnementale plus précise devient un avantage stratégique majeur.

L’objectif à long terme est ambitieux : créer un « océan numérique » capable de suivre en temps quasi réel l’évolution des fonds marins, des courants, de la biodiversité et des conditions environnementales.

Comme les jumeaux numériques transforment déjà la gestion des routes, des villes et des réseaux de transport, les océans pourraient bientôt devenir les prochains grands territoires pilotés par la donnée. Une évolution qui promet de changer durablement la manière dont le monde conçoit, construit et protège ses infrastructures maritimes.
NJC.© Info  https://spj.science.org/doi/10.34133/remotesensing.1040

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 11/06/26-English

Reading the Ocean in 3D from Space: A Silent Revolution for Maritime Infrastructure

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For decades, satellites have observed the oceans as a simple surface. They have enabled the mapping of algae, sediments, currents, and climate changes with increasing precision. But what was happening beneath the waves remained largely invisible.

Today, this technological frontier is crumbling. Thanks to a combination of space-based lidar, artificial intelligence, and multi-source data fusion, researchers are paving the way for a new generation of ocean observation capable of revealing the vertical structure of seas and coastal areas.

When a Polar Mission Transforms Ocean Science

Launched by NASA in 2018 to monitor ice sheets, the ICESat-2 mission was not intended to revolutionize oceanography. However, its ATLAS laser system has proven capable of penetrating shallow waters and measuring not only the surface, but also certain characteristics of the water column and the seabed.

Emitting nearly 10,000 laser pulses per second with centimeter-level accuracy, the instrument provides unprecedented data on coastal bathymetry and the underwater environment.

A new vision of the seabed

The results are particularly promising for the maritime construction, port, and coastal infrastructure sectors. In clear waters, ICESat-2 is capable of measuring depths of nearly 40 meters with an accuracy approaching 50 centimeters.

This capability offers port authorities, offshore energy developers, and coastal managers a tool that complements traditional hydrographic surveys, which are often costly and geographically limited.

Artificial intelligence at the service of the ocean

Transforming billions of laser photons into usable information remains a major challenge. The signals are disrupted by waves, suspended particles, and atmospheric effects.

To overcome these obstacles, researchers are now relying on artificial intelligence algorithms capable of automatically identifying relevant data, correcting errors, and improving the quality of underwater models. This automation significantly accelerates the production of usable environmental information.

Toward a Digital Twin of the Oceans

Beyond depth, scientists are also beginning to measure light penetration, biological activity, and changes in marine ecosystems. This data allows for a better understanding of the interactions between climate, biodiversity, and coastal infrastructure.

The real revolution, however, lies in combining data from ICESat-2 with data from the Sentinel, SWOT, and MODIS satellites, as well as oceanographic sensor networks. Together, these technologies are gradually building a dynamic digital representation of the oceans.

A Strategic Challenge for the Coming Decades

As investments in ports, marine renewable energy, coastal protection, and offshore infrastructure continue to grow, access to more precise environmental intelligence is becoming a major strategic advantage.

The long-term objective is ambitious: to create a “digital ocean” capable of monitoring changes in the seabed, currents, biodiversity, and environmental conditions in near real-time.

Just as digital twins are already transforming the management of roads, cities, and transportation networks, the oceans could soon become the next major territories driven by data. This development promises to permanently change the way the world designs, builds, and protects its maritime infrastructure.

NJC.© Info https://spj.science.org/doi/10.34133/remotesensing.1040

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 11/06/26-NL

De oceaan in 3D lezen vanuit de ruimte: een stille revolutie voor maritieme infrastructuur

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Decennialang hebben satellieten de oceanen waargenomen als een simpel oppervlak. Ze hebben het mogelijk gemaakt om algen, sedimenten, stromingen en klimaatveranderingen met steeds grotere precisie in kaart te brengen. Maar wat er onder de golven gebeurde, bleef grotendeels onzichtbaar.

Vandaag de dag is deze technologische grens aan het afbrokkelen. Dankzij een combinatie van lidar vanuit de ruimte, kunstmatige intelligentie en datafusie uit meerdere bronnen, banen onderzoekers de weg voor een nieuwe generatie oceaanobservatie die de verticale structuur van zeeën en kustgebieden kan onthullen.

Wanneer een poolmissie de oceanografie transformeert

De ICESat-2-missie, gelanceerd door NASA in 2018 om ijskappen te monitoren, was niet bedoeld om de oceanografie te revolutioneren. Het ATLAS-lasersysteem heeft echter bewezen in staat te zijn om ondiep water te penetreren en niet alleen het oppervlak, maar ook bepaalde kenmerken van de waterkolom en de zeebodem te meten.

Het instrument, dat bijna 10.000 laserpulsen per seconde uitzendt met een nauwkeurigheid van centimeters, levert ongekende gegevens over de bathymetrie van kustgebieden en het onderwatermilieu.

Een nieuwe kijk op de zeebodem

De resultaten zijn bijzonder veelbelovend voor de maritieme bouw-, haven- en kustinfrastructuursector. In helder water kan ICESat-2 diepten van bijna 40 meter meten met een nauwkeurigheid van bijna 50 centimeter.

Deze mogelijkheid biedt havenautoriteiten, offshore-energieontwikkelaars en kustbeheerders een instrument dat een aanvulling vormt op traditionele hydrografische metingen, die vaak kostbaar en geografisch beperkt zijn.

Kunstmatige intelligentie in dienst van de oceaan

Het omzetten van miljarden laserfotonen in bruikbare informatie blijft een grote uitdaging. De signalen worden verstoord door golven, zwevende deeltjes en atmosferische invloeden.

Om deze obstakels te overwinnen, vertrouwen onderzoekers nu op algoritmen voor kunstmatige intelligentie die in staat zijn om automatisch relevante gegevens te identificeren, fouten te corrigeren en de kwaliteit van onderwatermodellen te verbeteren. Deze automatisering versnelt de productie van bruikbare milieu-informatie aanzienlijk.

Op weg naar een digitale tweeling van de oceanen

Naast de diepte beginnen wetenschappers ook de lichtpenetratie, biologische activiteit en veranderingen in mariene ecosystemen te meten. Deze gegevens maken een beter begrip mogelijk van de interacties tussen klimaat, biodiversiteit en kustinfrastructuur.

De echte revolutie schuilt echter in de combinatie van gegevens van ICESat-2 met gegevens van de Sentinel-, SWOT- en MODIS-satellieten, evenals oceanografische sensornetwerken. Samen bouwen deze technologieën geleidelijk aan een dynamische digitale representatie van de oceanen op.

Een strategische uitdaging voor de komende decennia

Naarmate investeringen in havens, hernieuwbare energie uit de zee, kustbescherming en offshore-infrastructuur blijven toenemen, wordt toegang tot nauwkeurigere milieu-informatie een belangrijk strategisch voordeel.

De langetermijndoelstelling is ambitieus: het creëren van een "digitale oceaan" die in staat is om veranderingen in de zeebodem, stromingen, biodiversiteit en milieuomstandigheden bijna in realtime te monitoren.

Net zoals digitale tweelingen het beheer van wegen, steden en transportnetwerken al transformeren, zouden de oceanen binnenkort wel eens de volgende belangrijke datagedreven gebieden kunnen worden. Deze ontwikkeling zal naar verwachting de manier waarop de wereld haar maritieme infrastructuur ontwerpt, bouwt en beschermt, permanent veranderen.

NJC.© Info https://spj.science.org/doi/10.34133/remotesensing.1040

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