InSAR – Des observatoires aux satellites 4 Octobre 2007

Imagerie radar de la surface Vitesse de la lumière Temps x = Superficie terrestre Signal émis/reçu Satellite imageur bas (800 km) A chaque passage, le radar établit une image des amplitudes rétrodiffusées et des distances entre l’antenne et le sol

Evolution des glaces antartiques vues par imagerie radar Le retrait du «northern Larsen Ice Shelf » en Antartique entre 1986 to 2002 Rack, W. and H. Rott. In press. Pattern of retreat and disintegration of Larsen B ice shelf, Antarctic Peninsula. Annals of Glaciology. Riedl, C., H. Rott, W. Rack. In press. Recent variations of Larsen Ice Shelf, Antarctic Peninsula, observed by Envisat , Proceedings of the ERS-ENVISAT Symposium, Salzburg, Austria, 6-10 Sept. 2004, ESA Spec. Publ.

Principe de l’interférométrie radar Comparaison des observations acquises lors de deux passages

Différence de distance entre les passages du satellite et un point réflecteur b r + d r r x Au cours des passages 1 et 2 du satellite, l’onde éléctro-magnétique parcourt une distance différente. Cette différence de distance (δρ) produit une différence de phase au pixel représentant le point X sue les images A1 et A2. Cette différence de phase est estimée modulo 2π. Il existe donc une ambiguïté sur la différence réelle de distance. La différence de phase est une combinaison de causes liées à la différence entre les orbites la topographie les déformations du sol les retards dans la troposphère et la ionosphère X is a point of the ground covered by both SAR images Because of the different look angles the distance between A1 and X and A2 and X is different, Measure of range by time travel (c/2B=8m) or phase difference to fraction of wavelength < cm

Relation entre changement de distance et changement de phase La relation entre le changement de distance (∂ρ) et le changement de phase (Δφ) s’exprime de la façon suivante: 2 z B 1    +   h Ro1way/phi Lambda/2pi Phi=Ro2ways/2pi * lambda y

En pratique, la phase en un pixel est la somme des contributions de tous les éléments du pixel

Vue par rapport à ses voisines, la phase d’une image radar individuelle est un bruit aléatoire La phase absolue change vite comparee a la taille du pixel mais pas la difference de phase

La différence de phase, elle, est cohérente 0 2π 4π

Franges d’interférence La différence de distance ∂r varie dans toute l’image, donc la différence de phase δφ varie également dans toute l’image. Les franges d’interférence sont des lignes d’égale valeur de δφ. Topo si 2 angles de visee differents Requires phase unwrapping Franges d’interférence

Correction de l’effet de relief 0 2π 4π Correction de l’effet de relief

1 cycle de couleur = 28 mm dans la direction sol-satellite Le premier interférogramme obtenu avec ERS1 Séisme de Landers (1992) 1 cycle de couleur = 28 mm dans la direction sol-satellite

Hector Mine (Californie), 1999, M=7.1 D’après Peltzer et al., 1999

Mesures InSAR post-sismiques (Hector Mine)

Séisme d’Athènes 7/9/99, Mw=5.9

Modélisation du séisme d’Athènes, 1999

Modélisation du séisme de Bam, 2003

Détection de déformations sur les volcans des Galapagos Amelung*, F., S. Jónsson*, H. Zebker, and P. Segall, Widespread uplift and trapdoor faulting on Galápagos volcanoes observed with radar interferometry, Nature, 407, 993-996, 2000.

Eruption de Août 2003 au Piton de la Fournaise (Réunion) détectée par ENVISAT

Eruption de Mai 2004 et Février 2005 au Piton de la Fournaise

Injection de dyke (données / modèle)

Interférogramme 1995-1999 à l’Etna

Etna: Subsidence d’une coulée de lave 104

Etna: Failles active

Subsidences urbaines Mexico City (Mexique) Bologne (Italie) -30 30 [mm / an] Mexico City (Mexique) Bologne (Italie)

Déformations urbaines Mise en évidence d’un gonflement rapide survenu à la fin des travaux de pompage (chantier de la station Haussmann St Lazare, RER EOLE) Attention: ici une frange = 3 mm

Les « pixels cohérents »

Mesure par PS-Insar des déformations à travers les failles actives de l’Etna. Décalages à travers la faille Pernicana mesurés par PS-InSAR et observés sur le terrain

Etna: Comparaison topographie – déformation vue par PS-InSAR

Glissement asismique sur une faille

Glissement de terrain de Triesenberg (Li) -7 [mm/yr] 7 Zone de glissement

Glissement de terrain de Monte Padrio – Varadega (I)

Suivi d’un pixel spécifique Evolution temporelle: 1992 - 2000

Interférogrammes ERS et JERS (Sakurajima, Japon)

Quelques sites WEB EOPI: http://eopi.esa.int Permanent scatterers à Naples: http://jupiter.irea.cnr.it/gis/webgisnapoli.html Missions radar http://earth.esa.int/ers/ http://envisat.esa.int/ http://alos.jaxa.jp/index-e.html http://www.space.gc.ca/asc/fr/satellites/radarsat1/mission_globale.asp