LES SATELLITES MÉTÉOROLOGIQUES DE LA NOAA

Dernière mise à jour le 20 septembre 2025

Guide complet de réception des images et exploration des fréquences radio

Les sentinelles du ciel de la NOAA

La National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), agence américaine dédiée à l’étude des océans et de l’atmosphère, joue un rôle crucial dans notre compréhension et notre anticipation des phénomènes météorologiques.
Au cœur de cette mission se trouve une flotte sophistiquée de satellites météorologiques, véritables sentinelles orbitales qui scrutent en permanence notre planète.
Ces instruments de haute technologie fournissent un flux continu de données essentielles, non seulement pour les prévisions météorologiques quotidiennes qui rythment nos vies, mais aussi pour la surveillance du climat à long terme, l’alerte précoce des événements extrêmes tels que les ouragans et les tempêtes, et la recherche scientifique.

L’objectif de cet article est de fournir un panorama complet et détaillé des satellites météorologiques de la NOAA, en mettant un accent particulier sur leurs fréquences radio et, surtout, en offrant un guide pratique permettant à tout un chacun de se lancer dans l’aventure passionnante de la réception des images qu’ils transmettent.
Des premières générations de satellites aux systèmes les plus modernes, en passant par les signaux que vous pouvez capter avec un équipement modeste, ce guide se veut une porte d’entrée accessible au monde fascinant de la météorologie satellitaire.

Les satellites météorologiques de la NOAA : Un panorama

Les satellites météorologiques de la NOAA constituent une infrastructure complexe et évolutive, organisée autour de deux types principaux de constellations, chacune avec des caractéristiques orbitales et des missions spécifiques, complétées par un héritage riche et des applications qui dépassent largement le cadre strict de la météo.

Deux Constellations Majeures : GOES et POES/JPSS

La surveillance globale et continue de l’atmosphère terrestre par la NOAA repose sur deux piliers satellitaires distincts : les satellites géostationnaires (GOES) et les satellites à défilement polaire (historiquement POES, aujourd’hui JPSS).

1. Les Satellites GOES (Geostationary Operational Environmental Satellites) : Ces satellites orbitent autour de la Terre à une altitude d’environ 35 800 km au-dessus de l’équateur, à une vitesse synchronisée avec la rotation terrestre. Cette particularité leur permet de rester fixes par rapport à un point sur la surface terrestre, offrant une vue constante et complète d’un disque terrestre. Cette surveillance continue est cruciale pour le suivi en temps réel de l’évolution des systèmes météorologiques, notamment les “déclencheurs” de phénomènes violents comme les tornades, les crues soudaines, les tempêtes de grêle et les ouragans. Les GOES peuvent également concentrer leurs observations sur des zones réduites où des événements évoluent rapidement pour améliorer les prévisions à court terme. La NOAA maintient généralement deux satellites GOES opérationnels : GOES-Est, couvrant la côte Est de l’Amérique du Nord et l’océan Atlantique, et GOES-Ouest, surveillant la côte Ouest et l’océan Pacifique.
2. Les Satellites POES (Polar-orbiting Operational Environmental Satellites) et JPSS (Joint Polar Satellite System) : Contrairement aux GOES, ces satellites orbitent à une altitude beaucoup plus basse (environ 850 km) en passant près des pôles Nord et Sud à chaque orbite. Cette orbite polaire leur permet de balayer la totalité de la surface terrestre au fur et à mesure que la planète tourne sous eux. Les satellites JPSS, qui constituent la génération actuelle, effectuent environ 14 orbites par jour, assurant une couverture globale complète deux fois par jour. Bien qu’ils ne fournissent pas une surveillance continue d’une région spécifique comme les GOES, les données des satellites polaires sont fondamentales pour les modèles de prévision numérique du temps à court et long terme, car ils fournissent la majorité des données qui alimentent ces modèles aux États-Unis. Ils sont également cruciaux pour l’observation lors d’événements météorologiques sévères comme les ouragans et les blizzards, en fournissant des données détaillées sur la structure verticale de l’atmosphère (température, humidité).

Ces deux types de satellites sont donc complémentaires et nécessaires pour un système de surveillance météorologique mondial complet.

Un riche héritage : De TIROS aux systèmes actuels

L’aventure des satellites météorologiques de la NOAA a débuté bien avant les systèmes sophistiqués que nous connaissons aujourd’hui.
Les premiers satellites, bien que rudimentaires par rapport aux normes actuelles, ont jeté les bases de l’observation terrestre depuis l’espace.

• Les débuts avec TIROS (Television Infrared Observation Satellite) : Les premiers satellites de cette série, bien qu’ils possédaient un canal infrarouge pour voir les nuages la nuit, ne pouvaient pas fournir d’indications sur l’épaisseur des nuages, leur contenu en humidité, ou des informations sur les différentes couches verticales de l’atmosphère.
• L’ère des sondages radiométriques : Des satellites ultérieurs ont été les premiers à se fier uniquement à l’imagerie radiométrique pour obtenir des données sur la couverture nuageuse. Ils ont également été capables de fournir des sondages de température atmosphérique globale et des données de couverture nuageuse infrarouge à très haute résolution pour des zones spécifiques, tout en visant à obtenir des données sur le flux global de protons solaires.
• La série Advanced TIROS-N (ATN) et NOAA-8 à NOAA-14 : Opérationnels entre 1983 et 2007, ces satellites représentaient la quatrième génération des satellites POES. Ils étaient des versions améliorées de la série TIROS-N précédente, avec une suite d’instruments modernisée. En plus des observations météorologiques régulières, ils surveillaient divers aspects de l’environnement, tels que la couverture de glace et de neige, l’agriculture, l’ozone, et l’environnement spatial environnant.

Cette évolution constante des capacités instrumentales et des techniques d’observation a permis d’affiner progressivement la qualité et la diversité des données météorologiques et environnementales.

Les acteurs actuels : Satellites opérationnels clés

Aujourd’hui, plusieurs satellites de la NOAA sont en service, chacun contribuant à la mission globale de surveillance.

• Pour la transmission APT (Automatic Picture Transmission), qui est au centre de notre guide de réception amateur, les satellites les plus pertinents de la série POES sont :
  • NOAA-15
  • NOAA-18
  • NOAA-19 Ces satellites, bien que vieillissants (NOAA-19 par exemple, a une fin de vie prévue pour septembre 2025 et ses produits ne seront plus envoyés après le 16 juin 2025 ), continuent de transmettre des images précieuses.
• La constellation JPSS : Elle comprend actuellement les satellites Suomi-NPP (lancé en 2011), NOAA-20 (JPSS-1, lancé en 2017), et NOAA-21 (JPSS-2). Ces satellites transportent des instruments de pointe comme VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite), ATMS (Advanced Technology Microwave Sounder), CrIS (Cross-track Infrared Sounder), et OMPS (Ozone Mapping and Profiler Suite). Certains embarquent aussi des instruments pour mesurer le bilan énergétique de la Terre comme CERES et Libera (prévu sur JPSS-4).
• La série GOES-R : Cette génération actuelle de satellites géostationnaires comprend GOES-16 (GOES-Est), GOES-17 (anciennement GOES-Ouest, maintenant remplacé par GOES-18), GOES-18 (GOES-Ouest actuel) et GOES-19 (qui est devenu GOES-Est opérationnel en avril 2025). Ils sont équipés d’instruments révolutionnaires comme l’ABI (Advanced Baseline Imager) qui observe la Terre avec 16 bandes spectrales (contre 5 pour la génération précédente) et le GLM (Geostationary Lightning Mapper), le premier du genre en orbite géostationnaire.

Au-delà de la météo : Applications diversifiées

Si la prévision météorologique est leur mission première, les données des satellites de la NOAA servent une multitude d’autres applications cruciales :

• Surveillance climatique : Collecte de données à long terme sur la température, la couverture nuageuse, la glace de mer, etc., essentielles pour comprendre et modéliser le changement climatique.
• Océanographie : Mesure de la température de surface de la mer, détection des courants, surveillance de la couleur de l’océan (indicative de la vie marine ou de la sédimentation). Le satellite Jason-3, par exemple, fournit des données altimétriques précises sur le niveau des mers, cruciales pour comprendre la circulation océanique et la montée des eaux.
• Gestion des catastrophes naturelles : Détection et suivi des incendies de forêt, des panaches de fumée et de cendres volcaniques, des inondations, et estimation des précipitations pour les alertes aux crues.
• Agriculture et végétation : Suivi de la santé de la végétation, estimation de l’humidité des sols.
• Surveillance de l’environnement spatial (Météo spatiale) : Les instruments à bord des GOES (comme SUVI, EXIS, SEISS, MAG) et d’autres satellites surveillent l’activité solaire, les éruptions solaires, le vent solaire et le champ magnétique terrestre, fournissant des alertes pour protéger les satellites, les réseaux électriques et les systèmes de communication.
• Recherche et Sauvetage (SAR) : Les satellites NOAA de la série POES (LEOSAR) embarquent des instruments pour le système international Cospas-Sarsat. Ils détectent et relaient les signaux des balises de détresse 406 MHz activées par des navires, des aéronefs ou des personnes en détresse, contribuant ainsi à sauver des milliers de vies chaque année. Le répéteur SARR (Search and Rescue Repeater) et le processeur SARP (Search and Rescue Processor) sont des composants clés de cette charge utile.

Plongée dans les ondes : Fréquences et signaux des satellites NOAA

Pour recevoir les images des satellites météorologiques, il est indispensable de comprendre les signaux qu’ils émettent et les fréquences sur lesquelles ils opèrent.
Ces caractéristiques varient considérablement entre les satellites géostationnaires et les satellites à défilement polaire.

Le spectre radio des satellites météorologiques

Les satellites de la NOAA utilisent une gamme de fréquences pour leurs diverses transmissions.
Pour la réception amateur d’images, la bande VHF (Very High Frequency) autour de 137 MHz est d’un intérêt primordial, car c’est là que les satellites POES transmettent leurs signaux APT (Automatic Picture Transmission).
Les satellites GOES, ainsi que les transmissions de données à plus haute résolution des satellites polaires (comme HRPT – High-Resolution Picture Transmission), utilisent des fréquences plus élevées, typiquement dans la bande L (autour de 1.7 GHz) ou la bande X, nécessitant un équipement de réception plus complexe.

Les satellites géostationnaires (GOES)

Les satellites GOES transmettent un volume massif de données, incluant les images haute résolution de l’instrument ABI et les données des autres capteurs.
Ces transmissions se font sur des fréquences qui ne sont généralement pas accessibles avec l’équipement simple utilisé pour l’APT.
Par exemple, la liaison descendante des données brutes de l’instrument se fait en bande X, et les produits retraités sont diffusés via d’autres systèmes.
La réception directe des données GOES est une entreprise complexe, bien au-delà de la portée de ce guide axé sur la réception APT.

Les satellites à défilement polaire (POES/JPSS) et la transmission APT

C’est ici que se situe le cœur de la réception amateur.
Plusieurs satellites NOAA de la série POES encore opérationnels transmettent des signaux APT.

• Qu’est-ce que le signal APT? L’Automatic Picture Transmission est un système de transmission analogique d’images météorologiques. Il a été conçu dans les années 1960 pour permettre une réception relativement simple avec un équipement peu coûteux. Le satellite transmet l’image ligne par ligne, en temps réel, un peu comme un scanner volant. Le signal est une modulation de fréquence (FM), similaire aux transmissions radio FM de radiodiffusion, mais au lieu de musique, il transporte les informations de l’image. Typiquement, le signal audio qui module la porteuse FM a une sous-porteuse AM à 2400 Hz qui contient les données de l’image.
• Fréquences et Satellites Actifs : Le tableau suivant détaille les satellites NOAA actuellement actifs transmettant en APT et leurs fréquences.

Satellites NOAA APT actifs et leurs fréquences (Juin 2025)

Satellite	Fréquence APT (MHz)	Statut (Juin 2025)	EOL Prévu
NOAA-15	137.6200	Actif	~Sep 2025
NOAA-18	137.9125	Actif	~Sep 2025
NOAA-19	137.1000	Actif	Sep 2025 (produits arrêtés après 16 Juin 2025)

*Note : L'état opérationnel et les dates de fin de vie (EOL - End Of Life) sont susceptibles de changer. Il est toujours bon de vérifier les sources d'information officielles de la NOAA pour les dernières mises à jour.*

• Caractéristiques du Signal APT :
  • Modulation : FM (modulation de fréquence).
  • Bande Passante : Le signal occupe une largeur de bande d’environ 30 à 40 kHz. Les logiciels SDR sont souvent configurés avec une largeur de filtre de 34 à 50 kHz pour la réception APT.
  • Polarisation : Les signaux sont transmis en polarisation circulaire droite (RHCP – Right Hand Circular Polarized). Cela a des implications importantes pour le choix et la conception de l’antenne de réception.
  • Effet Doppler :
    • Le phénomène : En raison du mouvement rapide du satellite par rapport à l’observateur au sol (plus de 7 km/s), la fréquence du signal reçu varie. Elle augmente lorsque le satellite s’approche et diminue lorsqu’il s’éloigne. Pour les satellites NOAA émettant autour de 137 MHz, ce décalage Doppler peut atteindre plusieurs kilohertz, parfois jusqu’à 5 kHz (5000 Hz).
    • Gestion et Correction : La bonne nouvelle pour les débutants est que le signal APT a été conçu dès les années 1960 pour être capté par des récepteurs relativement simples et ne nécessite pas impérativement une correction Doppler active pour une réception basique. L’utilisation d’une bande passante de filtre suffisamment large dans le logiciel SDR (par exemple, 36 kHz, 40 kHz, voire 50 kHz) permet généralement d’englober la totalité du signal malgré sa dérive en fréquence. Plusieurs sources confirment qu’il n’est pas nécessaire de compenser activement le Doppler pour l’APT, en particulier avec une antenne et des réglages SDR adéquats. Cependant, bien que non strictement nécessaire pour obtenir une image, une correction active du Doppler (par exemple, en utilisant un logiciel de suivi de satellite comme Orbitron pour piloter la fréquence de réception de SDR#) peut améliorer la qualité du signal sur toute la durée du passage, surtout si l’on utilise un filtre de réception plus étroit. Cela peut conduire à des “images plus longues” et rendre la réception moins sensible aux interférences locales. La robustesse du signal APT face à cet effet s’explique par sa conception initiale, pensée pour une technologie moins avancée. Pour un amateur, commencer sans correction Doppler active est tout à fait viable, la priorité étant une bonne antenne et un bon réglage de gain. L’optimisation via la correction Doppler peut être une étape ultérieure.

Comprendre ces caractéristiques est la première étape pour configurer correctement sa station de réception et décoder avec succès les images transmises par ces fascinants “yeux dans le ciel”.

Votre station de réception personnelle : Guide pratique pour capturer les images NOAA APT

Se lancer dans la réception des images des satellites météorologiques NOAA APT est une expérience à la fois éducative et gratifiante.
Avec un investissement modeste et un peu de patience, il est possible de capturer ses propres vues de la Terre depuis l’espace.
Ce guide détaille l’équipement nécessaire, les logiciels utiles et les étapes à suivre.

L’équipement essentiel :

La qualité de la réception dépendra grandement de chaque composant de votre station, mais un élément se détache comme étant primordial : une ligne de vue dégagée vers le ciel.
Les obstacles physiques (bâtiments, arbres) sont le principal ennemi du radioamateur souhaitant capter des signaux faibles venant de l’espace.
Un emplacement en hauteur, comme un sommet de montagne ou même un champ plat et dégagé, sera toujours préférable.
Ceci étant dit, voici les composants matériels :

1. La clé RTL-SDR : Votre portail vers les signaux satellitaires Les clés RTL-SDR, basées sur le chipset Realtek RTL2832U initialement conçu pour la réception de la télévision numérique terrestre (TNT), sont devenues l’outil de prédilection des amateurs pour explorer le spectre radio à faible coût. Ces dispositifs, qui ressemblent à de simples clés USB, se connectent à un ordinateur et, grâce à des pilotes et logiciels spécifiques, se transforment en récepteurs radio définis par logiciel (SDR) très polyvalents.
   • Des modèles populaires et éprouvés incluent le “RTL-SDR Blog V3”, souvent vendu en kit avec des antennes dipôles basiques.
   • Elles disposent d’un connecteur d’antenne, généralement de type SMA femelle ou MCX mâle, auquel vous connecterez votre antenne dédiée.
2. Les antennes pour 137 MHz : L’antenne est sans doute l’élément le plus critique après la ligne de vue. Elle doit être adaptée à la fréquence des signaux APT (autour de 137 MHz) et, idéalement, à leur polarisation circulaire droite (RHCP). La qualité de l’image finale dépendra directement de la qualité du signal capté par l’antenne.
   • Construire une antenne V-Dipôle simple et efficace : Cette antenne, popularisée notamment par Adam 9A4QV, est un excellent point de départ en raison de sa simplicité de construction et de ses performances honorables.
     • Description : Elle se compose de deux brins conducteurs (éléments) d’une longueur spécifique, écartés pour former un “V”. Chaque brin mesure environ 52 à 53.4 cm. L’angle entre les deux brins est de 120 degrés, et la distance entre leurs extrémités doit être d’environ 90 cm.
     • Matériaux : Des tiges d’aluminium de 3-4 mm de diamètre sont un bon choix pour les brins, mais tout matériau conducteur rigide peut convenir. Un câble coaxial de 50 ohms (type RG-58 ou similaire) est utilisé pour la liaison vers le récepteur ; il est conseillé de le garder aussi court que possible pour minimiser les pertes.
     • Principe de fonctionnement : La forme en V et l’orientation horizontale de l’antenne dirigent le lobe de réception principal vers le zénith (le ciel), ce qui est optimal pour les satellites passant au-dessus. Pour les satellites à défilement polaire qui se déplacent généralement du Nord au Sud (ou vice-versa), orienter l’ouverture du V vers le Nord ou le Sud est recommandé.
     • Avantages : Outre sa facilité de fabrication, cette antenne offre une bonne réjection (environ 20 dB) des signaux terrestres qui sont majoritairement polarisés verticalement, aidant à réduire les interférences. Bien qu’elle soit polarisée linéairement, la perte de 3 dB par rapport à une antenne RHCP idéale est souvent compensée par sa simplicité et sa capacité à atténuer le bruit local.
     • Instructions de montage (basées sur) :
       1. Calcul de la longueur des éléments : La formule approximative pour un dipôle demi-onde est L(m)=147/F(MHz)​. Pour une fréquence centrale de 137.5 MHz, L=147​/137.5 ≈1.068 m. Chaque brin (quart d’onde) mesurera donc la moitié, soit environ 53.4 cm. Il faut inclure la longueur des fils de connexion jusqu’au coaxial dans cette mesure.
       2. Connexion au câble coaxial : Un brin est connecté à l’âme centrale du câble coaxial, et l’autre à la tresse (blindage). Un bornier de raccordement électrique (“domino” ou “choc block”) peut faciliter cette connexion et servir de support central.
       3. Support et Orientation : Les deux brins sont fixés sur un support isolant (bois, PVC) en respectant l’angle de 120 degrés.
     • Des kits d’antenne V-dipôle prêts à assembler ou déjà montés sont également disponibles commercialement.
   • Autres options d’antennes :
     • QFH (Quadrifilar Helix Antenna) : Souvent considérée comme l’une des meilleures antennes pour la réception des satellites à défilement polaire en raison de son diagramme de rayonnement omnidirectionnel et de sa bonne polarisation circulaire. Sa construction est cependant plus complexe.
     • Double Croix (Double Cross Antenna) : Une autre antenne à polarisation circulaire populaire, offrant un bon compromis entre performance et complexité de construction par rapport à la QFH.
     • Antenne Turnstile (Croisée) : Composée de deux dipôles croisés, elle peut également fournir une polarisation circulaire.
3. Câbles coaxiaux et connecteurs
   • Utilisez un câble coaxial de bonne qualité avec une impédance caractéristique de 50 ohms (par exemple, RG-58, RG-213, H-2000).
   • La longueur du câble doit être la plus courte possible pour minimiser les pertes de signal, surtout aux fréquences VHF.
   • Assurez-vous d’avoir les bons connecteurs pour votre clé SDR (souvent SMA femelle ou MCX mâle sur la clé) et votre antenne (SO-239, type N, BNC, ou directement soudé pour les antennes DIY). Des adaptateurs (pigtails) peuvent être nécessaires pour faire la liaison.
4. Optionnel mais recommandé : L’Amplificateur à Faible Bruit (LNA – Low Noise Amplifier)Un LNA est un petit amplificateur conçu pour augmenter la force des signaux faibles reçus par l’antenne avant qu’ils ne soient dégradés par le bruit introduit par le câble coaxial et le récepteur lui-même.
   • Il peut significativement améliorer la réception, en particulier si vous utilisez une longue section de câble coaxial ou si vous êtes dans un environnement radioélectriquement bruyant.
   • Pour une efficacité maximale, le LNA doit être placé le plus près possible de l’antenne.
   • Des LNA spécifiques pour la bande 137 MHz sont disponibles (par exemple, le LNA4ALL est souvent mentionné). Certains LNA nécessitent une alimentation via le câble coaxial (bias-tee), une fonctionnalité que certaines clés RTL-SDR (comme la V3) peuvent fournir.

La boîte à outils logicielle :

Une fois le matériel en place, plusieurs logiciels sont nécessaires pour prédire les passages des satellites, contrôler le récepteur SDR et décoder les signaux.

1. Prédiction de passage des satellites : Ces logiciels calculent les moments où les satellites seront visibles depuis votre position géographique.
   • Logiciels pour PC :
     • GPredict : Un logiciel open-source populaire et multiplateforme.
     • Orbitron : Un autre logiciel de suivi bien connu, principalement pour Windows.
   • Applications mobiles :
     • Look4Sat (Android).
     • SatSat (iOS).
   • Configuration : Il est crucial de configurer correctement votre position géographique (latitude, longitude, altitude) dans ces logiciels. Il faut également maintenir à jour les données orbitales des satellites, appelées TLE (Two-Line Elements), qui peuvent être téléchargées depuis des sources comme CelesTrak.
2. Contrôle de la réception SDR (Logiciels SDR) : Ces programmes interagissent avec votre clé RTL-SDR pour accorder la fréquence, démoduler le signal, ajuster le gain et enregistrer le flux audio brut.
   • SDR++ : Un logiciel SDR moderne, multiplateforme et de plus en plus recommandé pour sa flexibilité et ses fonctionnalités.
   • SDR# (SDRSharp) : Très populaire, surtout sous Windows, avec une vaste communauté d’utilisateurs et de nombreux tutoriels disponibles.
   • GQRX : Une excellente option open-source, particulièrement appréciée des utilisateurs Linux et macOS.
3. Décodage du signal (Transformation de l’audio en image) : Une fois le signal APT enregistré sous forme de fichier audio (généralement.wav), un logiciel de décodage est nécessaire pour le convertir en image visible.
   • SatDump : C’est un logiciel de décodage de données satellitaires moderne, polyvalent et activement développé. Il prend en charge une vaste gamme de satellites et de types de signaux (APT, LRPT, HRPT, GOES, etc.) et est de plus en plus la solution de choix pour les amateurs. Il permet le traitement en direct (si le SDR est contrôlé par SatDump) ou le traitement hors ligne de fichiers audio enregistrés, et peut même gérer des stations de réception automatisées.WXtoImg : Un logiciel plus ancien mais qui a longtemps été la référence pour le décodage APT. Il est toujours fonctionnel et bien documenté, bien que son développement principal ait cessé. Une version “restaurée” (wxtoimgrestored.xyz) est maintenue par la communauté.noaa-apt : Un autre décodeur mentionné, par exemple, sur le site de mbernardi.com.ar, qui propose également des outils pour le traitement des images NOAA.
   La tendance actuelle dans la communauté des passionnés montre une transition progressive de WXtoImg, solution éprouvée mais vieillissante, vers SatDump, qui offre une approche plus moderne, complète et évolutive pour le décodage d’une plus grande variété de signaux satellitaires. Pour un nouveau venu, commencer avec SatDump pourrait être plus pérenne, tout en gardant WXtoImg comme une alternative ou pour sa simplicité sur des tâches spécifiques à l’APT.

Le processus de réception, étape par étape :

Voici une séquence typique pour capturer votre première image satellite :

1. Configuration initiale :
   • Pilotes RTL-SDR : Installez les pilotes nécessaires pour que votre système d’exploitation reconnaisse la clé RTL-SDR. Sous Windows, cela implique souvent l’utilisation de l’outil Zadig pour remplacer le pilote par défaut par un pilote compatible WinUSB ou libusb. Sous Linux, les paquets rtl-sdr fournissent généralement les pilotes.
   • Position géographique : Configurez précisément votre latitude, longitude et altitude dans votre logiciel de suivi de satellites.
   • Mise à jour des TLE : Assurez-vous que les données orbitales (Kepler) sont à jour dans votre logiciel de suivi. La plupart des logiciels permettent une mise à jour automatique depuis Internet.
2. Prédire les passages satellitaires :
   • Utilisez GPredict, Orbitron, Look4Sat ou une application similaire pour identifier les prochains passages visibles de NOAA-15, NOAA-18 ou NOAA-19 au-dessus de votre localisation.
   • Notez l’heure de début du passage (AOS – Acquisition Of Signal), l’élévation maximale que le satellite atteindra dans le ciel, et l’heure de fin du passage (LOS – Loss Of Signal). Les passages avec une élévation maximale élevée (par exemple, > 40-50 degrés) offrent généralement les meilleures chances de bonne réception.
3. Configuration de votre logiciel SDR :
   • Lancez votre logiciel SDR (SDR++, SDR#, GQRX).
   • Sélectionnez votre clé RTL-SDR comme périphérique source.
   • Réglez la fréquence centrale sur celle du satellite cible (voir Tableau 1).

Paramètres SDR recommandés pour la réception APT

Paramètre	SDR++ (selon )	SDR# (selon )	GQRX (général)	Remarques
Mode Démodulation	NFM (Narrow FM)	WFM (Wide FM)	NFM	Le signal APT est techniquement une forme de FM étroite. Certains utilisent WFM dans SDR# car son filtre par défaut est adapté. La largeur de bande du filtre est plus importante que l’étiquette du mode.
Bande Passante (Filtre)	~40-50 kHz (40000-50000)	~34-40 kHz (34000-40000)	~40-50 kHz	Doit être suffisamment large pour englober le signal modulé et sa dérive due à l’effet Doppler.
Gain RF	Ajuster manuellement	Ajuster manuellement	Ajuster manuellement	Commencer bas, augmenter jusqu’à ce que le signal soit clair au-dessus du bruit. Éviter la saturation. NE PAS utiliser l’AGC du RTL ou du Tuner.
Squelch	Off	Off	Off	Le squelch couperait le signal faible du satellite.
Réduction de Bruit	Optionnel (mode NOAA APT si disponible)	Off (Option “Filter Audio” sur OFF)	Optionnel	Recommande “Noise Reduction” sur SDR++. recommande “Filter Audio OFF” sur SDR# pour éviter des filtrages audio indésirables.
Correction Doppler	Non critique pour débutant	Non critique pour débutant	Non critique	Généralement gérée par la largeur de bande du filtre pour l’APT.

*   **Gestion du Gain :** C'est un réglage crucial. Le gain RF (Radio Frequency) amplifie le signal reçu par l'antenne. Commencez avec un gain faible et augmentez-le progressivement tout en observant le spectre ou le "waterfall" de votre logiciel SDR. Vous devriez voir le signal du satellite apparaître comme une bosse au-dessus du niveau de bruit de fond. Le but est d'avoir un signal aussi fort que possible sans pour autant saturer le récepteur (ce qui introduirait de la distorsion) ni amplifier excessivement les signaux interférents proches. Il est fortement déconseillé d'utiliser les fonctions de contrôle automatique du gain (AGC) du tuner ou de la clé RTL-SDR elle-même, car elles ne sont pas optimisées pour les signaux faibles des satellites et peuvent nuire à la réception.[13, 20]

4. Enregistrement du signal APT (fichier WAV)
   • Quelques minutes avant l’heure d’AOS prévue, ou dès que vous voyez le signal apparaître sur le waterfall, démarrez l’enregistrement audio dans votre logiciel SDR. La plupart des logiciels SDR permettent d’enregistrer le signal audio démodulé directement en fichier.wav.
   • Assurez-vous que l’enregistrement se fait en mono et avec un taux d’échantillonnage compatible avec votre logiciel de décodage (souvent 11025 Hz pour WXtoImg, SatDump est plus flexible).
   • Le signal APT a une sonorité caractéristique, souvent décrite comme un “tic-tac” ou un “bip” régulier que vous pourrez entendre si vous activez la sortie audio.
   • Continuez l’enregistrement pendant toute la durée du passage visible du satellite, et arrêtez-le peu après le LOS. Certains amateurs préfèrent attendre que le signal devienne fort après l’AOS et arrêter l’enregistrement un peu avant le LOS complet pour éviter les parties les plus bruitées du passage, ce qui peut donner une image plus propre sur sa partie centrale.
5. Décodage du fichier WAV en image
   • Avec SatDump :
     1. Lancez SatDump.
     2. Si vous traitez un fichier enregistré précédemment, allez dans l’onglet “Offline Processing” ou une section équivalente pour le traitement de fichiers.
     3. Sélectionnez le “pipeline” de traitement approprié pour les signaux NOAA APT.
     4. Indiquez le fichier.wav que vous avez enregistré comme fichier d’entrée (Input File).
     5. Choisissez un répertoire de sortie pour les images et autres produits générés.
     6. Lancez le processus de décodage (“Start”). SatDump va analyser le fichier audio et générer l’image correspondante.
     7. SatDump est également capable de piloter directement la clé SDR, d’effectuer le suivi automatique des passages, d’enregistrer et de décoder en temps réel ou quasi réel. Cela implique une configuration initiale plus poussée (définition de votre station, des satellites à suivre, des élévations minimales, du périphérique SDR, etc.) mais offre une solution très automatisée une fois en place.
   • Avec WXtoImg :
     1. Ouvrez WXtoImg.
     2. Il est conseillé de mettre à jour les Keplers (TLE) via le menu (File -> Update Keplers).
     3. Ouvrez votre fichier audio.wav (File -> Open Audio File).
     4. WXtoImg tentera de décoder automatiquement le signal et d’afficher l’image.
     5. Le logiciel propose diverses améliorations (“Enhancements”) comme la colorisation, la superposition de cartes, la correction de la perspective, etc..
     6. Note importante : WXtoImg est souvent sensible au taux d’échantillonnage du fichier WAV. Il s’attend généralement à un taux de 11025 Hz. Si votre fichier a été enregistré avec un autre taux (par exemple, 48000 Hz, courant avec SDR++ ou SDR#), il pourrait être nécessaire de le rééchantillonner (resample) à 11025 Hz en utilisant un outil audio (comme Audacity) ou un utilitaire spécifique comme celui parfois fourni avec noaa-apt avant de l’ouvrir dans WXtoImg.
6. Astuces pour Optimiser la Qualité d’ImageLa réception des signaux APT est un art autant qu’une science. Les premiers résultats ne seront peut-être pas parfaits, mais l’expérimentation est la clé.
   • Ligne de vue dégagée : Répétons-le, c’est le facteur le plus critique. Évitez les bâtiments, les arbres hauts, et toute obstruction entre votre antenne et le ciel dans la direction du passage du satellite.Positionnement de l’antenne : Placez votre antenne aussi haut que possible et dans un endroit dégagé. Pour la V-dipôle, une orientation approximative Nord-Sud de l’axe du V est bénéfique.Minimiser les interférences RF : Éloignez votre installation des sources de bruit radioélectrique (ordinateurs, alimentations à découpage, certains appareils électroniques). La V-dipôle horizontale aide naturellement à rejeter une partie des interférences locales qui sont souvent polarisées verticalement.Qualité des connexions : Vérifiez que toutes les connexions (antenne, câbles, LNA, SDR) sont bien faites et de bonne qualité. Des connecteurs oxydés ou mal sertis peuvent dégrader considérablement le signal.Réglage fin du gain : C’est un paramètre avec lequel il faut expérimenter à chaque passage ou presque, en fonction des conditions. L’objectif est de trouver le point idéal où le signal du satellite est bien au-dessus du bruit sans être saturé.Choisir les bons passages : Les passages où le satellite atteint une élévation maximale élevée (par exemple, au-dessus de 60-70 degrés) sont généralement ceux qui donnent les signaux les plus forts et les images les plus complètes et les moins bruitées.
   La patience et la persévérance sont vos meilleurs alliés. Chaque image reçue, même imparfaite, est une victoire et une source d’apprentissage.

Interpréter vos images reçues :

Une fois l’image décodée, il reste à comprendre ce qu’elle représente.

1. Comprendre les images en niveaux de gris : Les satellites APT de la NOAA transmettent généralement des données provenant de deux capteurs de l’instrument AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer), souvent en alternance ou combinées :
   • Canal visible (VIS) : Ce canal capture la lumière solaire réfléchie par la surface de la terre et les nuages. Il fonctionne comme un appareil photo en noir et blanc, montrant ce que l’œil humain verrait. Il est donc plus utile pendant la journée. Les surfaces très réfléchissantes (nuages épais, neige, glace) apparaissent claires, tandis que les surfaces absorbantes (océans, forêts denses) apparaissent sombres.
   • Canal infrarouge (IR) : Ce canal mesure l’énergie thermique (chaleur) émise par la surface terrestre et les sommets des nuages. Il est utilisable de jour comme de nuit. Typiquement, les objets froids (comme les sommets des nuages de haute altitude) apparaissent brillants (blancs), tandis que les objets chauds (comme les terres ou les mers en journée) apparaissent plus sombres (gris ou noirs). Les images brutes que vous recevez sont en noir et blanc ou en niveaux de gris.
2. Ajouter des Superpositions Cartographiques et Coloriser avec les Logiciels : L’image brute est une donnée scientifique précieuse, mais pour une interprétation plus aisée, les logiciels de décodage offrent des outils de post-traitement :
   • Superpositions cartographiques : La plupart des logiciels (WXtoImg, SatDump, noaa-apt) peuvent superposer des éléments géographiques sur l’image décodée, tels que les frontières des pays, les lignes côtières, et les grilles de latitude/longitude. Cela aide grandement à situer les formations nuageuses et autres phénomènes.
   • Colorisation (Fausses couleurs) : Des palettes de couleurs artificielles (“fausses couleurs” ou “pseudo-couleurs”) peuvent être appliquées à l’image, en particulier aux données infrarouges. Ces couleurs sont assignées en fonction des niveaux de gris (donc des températures), ce qui permet de mieux distinguer les différentes altitudes des nuages, les courants marins froids ou chauds, etc. Par exemple, les sommets des nuages très froids (associés à des tempêtes puissantes) peuvent être colorés en rouge ou en violet pour les faire ressortir.
   • Correction de l’orientation : Les images peuvent apparaître à l’envers environ 50% du temps, selon que le satellite effectue un passage du nord au sud ou du sud au nord. Les logiciels de décodage peuvent généralement calculer l’orbite du satellite et faire pivoter l’image automatiquement pour qu’elle soit correctement orientée.
   Il est important de se rappeler que si les superpositions et la colorisation facilitent grandement l’interprétation et rendent les images plus esthétiques, l’information fondamentale réside dans les niveaux de gris originaux qui représentent des mesures physiques (réflectivité ou température).

Au-delà de l’APT : Autres transmissions et perspectives d’avenir

Si la réception APT est un excellent point d’entrée, les satellites NOAA transmettent également d’autres types de signaux et l’avenir promet des capacités encore plus étendues.

Brève mention d’autres signaux (Non traités en détail dans le guide pratique)

• HRPT (High-Resolution Picture Transmission) : Il s’agit d’une transmission numérique offrant des images à une résolution bien plus élevée que l’APT. Elle est émise par les mêmes satellites POES/JPSS mais dans la bande L, typiquement autour de 1.7 GHz. La réception HRPT est plus complexe et nécessite un équipement plus sophistiqué, notamment une antenne parabolique avec un système de suivi motorisé pour pointer continuellement vers le satellite, un LNA performant pour cette bande de fréquence, et un récepteur SDR capable de traiter des largeurs de bande plus importantes (plusieurs mégahertz).
• DSB (Direct Sounding Broadcast) : Certains satellites NOAA transmettent également des données de sondeurs atmosphériques (comme AMSU, HIRS) via un service de diffusion directe. Ces données fournissent des profils verticaux de température et d’humidité de l’atmosphère. La réception de ces signaux, souvent dans la même bande que l’APT ou proche, peut aussi être explorée par les amateurs avancés.
• Il est à noter que des logiciels comme SatDump sont capables de décoder non seulement l’APT mais aussi ces signaux plus avancés comme HRPT et les données des satellites géostationnaires GOES, ouvrant la voie à des explorations plus poussées pour ceux qui souhaitent investir dans l’équipement adéquat.

L’Avenir des satellites météorologiques NOAA

La NOAA continue d’innover et de planifier les prochaines générations de satellites pour améliorer encore notre capacité à surveiller la terre et son environnement.

• Continuation de la série JPSS : Le programme JPSS se poursuit avec les lancements prévus de JPSS-3 et JPSS-4. JPSS-4, dont le lancement est attendu vers 2027 (et qui sera renommé NOAA-22 une fois en orbite), emportera un nouvel instrument appelé Libera. Libera est conçu pour améliorer notre compréhension des tendances du déséquilibre énergétique de la Terre et de l’évolution de notre climat, en s’ajoutant aux instruments existants comme VIIRS, CrIS, ATMS et OMPS.
• GeoXO (Geostationary Extended Observations) : Il s’agit de la future génération de satellites géostationnaires de la NOAA, destinée à succéder à l’actuelle série GOES-R.
  • Le premier lancement de la série GeoXO est planifié pour 2032, et la mission est conçue pour maintenir et faire progresser les observations géostationnaires de la NOAA jusqu’en 2055.
  • La constellation GeoXO devrait comprendre trois satellites : GEO-Ouest, GEO-Central, et GEO-Est, tous positionnés au-dessus de l’hémisphère occidental.
  • GeoXO apportera son lot de nouveaux instruments et d’améliorations significatives par rapport à GOES-R :
    • GXI (GeoXO Imager) : Une version améliorée de l’ABI actuel, avec 18 canaux spectraux et une résolution spatiale accrue (une taille de pixel quatre fois plus petite). Cette amélioration sera particulièrement bénéfique pour la détection précoce des incendies de forêt et le suivi de leur intensité.
    • GXS (GeoXO Sounder) : Un sondeur infrarouge qui fournira des données en temps réel sur la distribution verticale de l’humidité atmosphérique, des vents et de la température dans la troposphère. On s’attend à ce que les données du GXS améliorent les prévisions météorologiques jusqu’à trois à cinq jours à l’avance.
    • LMX (Lightning Mapper) : Il s’agira probablement d’une continuation ou d’une version améliorée du GLM actuel, pour la cartographie des éclairs.
    • ACX (Atmospheric Composition) : Un instrument novateur, spectromètre hyperspectral (ultraviolet à visible), qui fournira des observations horaires des polluants atmosphériques, y compris l’ozone, les particules fines (PM2.5), le dioxyde d’azote (NO2), le formaldéhyde, le glyoxal et le dioxyde de soufre. C’est une avancée majeure pour la surveillance de la qualité de l’air depuis l’orbite géostationnaire.
    • OCX (Ocean Color) : Un radiomètre imageur hyperspectral (ultraviolet au proche infrarouge) qui fournira des observations de la couleur de l’océan toutes les deux heures au-dessus des eaux côtières américaines et des Grands Lacs. Ces données sont cruciales pour la surveillance de la santé des écosystèmes marins, la prolifération d’algues nuisibles, la qualité de l’eau et la pêche.
  • Ces nouvelles capacités se traduiront par des applications améliorées dans de nombreux domaines : prévision numérique du temps plus précise, meilleure surveillance de la formation, de l’intensité et de la trajectoire des ouragans, détection plus rapide et suivi plus détaillé des incendies et des panaches de fumée pour des alertes de qualité de l’air plus opportunes.
• SWFO (Space Weather Follow-On) : Parallèlement, la NOAA développe le programme SWFO pour assurer la continuité et l’amélioration des observations de la météo spatiale. Ce programme fournira des mesures du vent solaire, du champ magnétique terrestre et observera la couronne solaire pour détecter les éjections de masse coronale (CME) qui pourraient menacer la Terre. Il comprendra des instruments sur les futurs satellites GOES (CCOR sur GOES-U) et une mission dédiée au point de Lagrange L1 (SWFO-L1).

L’évolution de ces systèmes satellitaires témoigne d’une ambition constante : obtenir une image toujours plus complète, précise et fréquente de notre planète et de son environnement spatial.
L’intégration de nouvelles dimensions d’observation, comme la composition détaillée de l’atmosphère et la couleur des océans depuis l’orbite géostationnaire avec GeoXO, promet des avancées significatives non seulement pour la prévision météorologique, mais aussi pour notre compréhension globale du système terre et pour notre capacité à répondre aux défis environnementaux croissants.

Conclusion

La réception et le décodage des images transmises par les satellites météorologiques de la NOAA sont bien plus qu’un simple passe-temps technique.
C’est une fenêtre ouverte sur les merveilles de la science et de la technologie, une manière concrète d’appréhender les phénomènes qui régissent notre climat et notre météo quotidienne.
Comme ce guide l’a montré, avec un équipement relativement accessible et une démarche méthodique, il est possible de capturer soi-même ces instantanés de notre planète, transformant un ordinateur et une simple clé SDR en une véritable station de réception satellitaire personnelle.

Au-delà de la satisfaction de voir apparaître sa première image “faite maison”, cette activité est une porte d’entrée fascinante vers de multiples domaines : la radioélectricité, l’électronique, la programmation, la météorologie, l’océanographie et les sciences spatiales.
Chaque passage de satellite est une nouvelle opportunité d’apprendre, d’expérimenter avec son matériel, d’affiner ses techniques de réception et d’interpréter les dynamiques complexes de notre atmosphère.

Les satellites de la NOAA, des vénérables POES transmettant en APT aux futures constellations GeoXO, continueront de jouer un rôle indispensable.
Ils sont les yeux infatigables qui nous aident à comprendre les mécanismes de notre planète, à anticiper les risques naturels et à surveiller l’évolution de notre environnement dans un contexte de changement global.

Puisse ce guide encourager de nombreux curieux et passionnés à lever les yeux (et leurs antennes) vers le ciel, à écouter les signaux venus de l’orbite, et à participer, à leur échelle, à cette grande aventure de l’observation de la terre.
L’exploration ne fait que commencer, et la communauté des amateurs de réception satellite est un lieu d’échange et de partage où chacun peut contribuer et progresser.

Sources principales utilisées pour cet article:
weather.gov – nesdis.noaa.gov – pa3cvi.nl

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Rédacteur: 14HS51 Joel T. – Création DXRN® – DX Radio Via Net®

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