[Tsunami 5] [Expérimentations]

 

Le tsunami à Banda Aceh

  • Une source de données adaptée : L'imagerie satellitaire

Les seules sources de données qui permettent, dans le cadre d'un SIG, d'étudier un événement comme le tsunami, sont la photographie aérienne et l'imagerie satellitaire. Depuis une trentaine d'années les images satellitaires se sont imposées, et ont donné naissance à une nouvelle discipline scientifiques, la Télédétection.

  • Qu'est-ce-qu'une image satellitaire ? Tout objet à la surface de la terre émet (en fonction de sa chaleur) un "Rayonnement Electromagnétique" (RÉM). Celui-ci peut provenir de l'objet lui-même (en fonction de sa chaleur par exemple), il peut être le résultat de l'interaction avec une source de rayonnement extérieur (le Soleil principalement). Le Rayonnement Électromagnétique se propage dans le vide comme à travers la matière sous forme d'ondes ayant des caractéristiques différentes (amplitude, longueur, fréquence, etc...). On appelle l'ensemble des ondes le spectre électromagnétique. En télédétection on utilise essentiellement le spectre visible (du violet au rouge) et la gamme de l'infrarouge. Lorsqu'un corps terrestre réfléchit un rayonnement reçu d'un source extérieure, il le modifie selon des paramètres liés à sa nature (composition physico-chimique). Par exemple les ondes du Proche Infrarouge (PIR) sont absorbées par l'eau et réfléchies par la végétation. On dit qu'il possède une signature spectrale. C'est cette propriété qui est exploitée en télédétection terrestre, fournissant une masse considérable d'informations sur la surface du globe. 
  • Comment travaille un satellite de télédétection ? Les satellites de télédétection peuvent être des satellites géostationnaires (pour la météorologie) ou à défilement. Ceux-ci sont en général situés à une altitude comprise entre 500 et 800 km, sur une orbite héliosynchrone (l'orbite conserve un angle constant par rapport au plan orbital de la Terre autour du Soleil, ce qui permet au satellite de passer au même endroit à la même heure locale). L'appareil, embarqué sur le satellite, et qui assure la mesure des ondes électromagnétiques, s'appelle un capteur. Celui-ci, en fonction de ses caractéristiques, déterminera quelles ondes seront captées, la largeur du champ balayé (la fauchée), la résolution de l'image (la surface représentée par un pixel).
    Les satellites de télédétection sont très nombreux, les plus connus sont la gamme Landsat (USA), Spot (France), Ikonos (USA)... Précisons un  peu les choses pour ces trois gammes de satellites.
  • Les satellites Landsat - Lancés à partir de 1972, gérérs par le NOAA américain, ils sont placés sur une altitude de 700 km avec une répétitivité de 16 jours (ils passent au même endroit tous les 16 jours). Depuis la version 4  les satellites Landsat embarquent un capteur "Thematic Mapper" qui permet l'acquisition de données sur une large gamme d'ondes (8 canaux du violet à l'infrarouge) à une résolution de 28,5 mètres pour un pixel. On en est à la version 7 (mais l'ensemble des images Landsat 5 ont été mis dans le domaine public et sont librement téléchargeables. Voir la page Données sur le site). 
  • Les satellites Spot - Le système Spot (Système Probatoire d'Observation de la Terre) est une série de satellites d'observation de la Terre qui ont été conçus et lancés par le Centre National d'Études Spatiales (CNES) de la France, avec l'aide de la Belgique et de la Suède. Spot-1 a été lancé en 1986, on en est depuis 2002 à la version 5. Les satellites Spot sont placés, à une altitude de 822 km, sur une orbite polaire, circulaire et héliosynchrone; Ils survolent la terre en tous points au cours d'un cycle de 26 jours. Grâce à leurs capteurs HRV (Haute Résolution Visuelle) ils peuvent travailler en mode panchromatique monospectral (image en niveaux de gris) ou multispectral (4 canaux pour Spot 4 et 5 : vert, rouge, Proche Infrarouge et Moyen Infrarouge). Leurs capteurs à barettes peuvent être dépontés et donc prendre des images "en oblique", ce qui leur donne une fauchée de 60 à 80 km. D'une résolution de 20 mètres à l'origine (10 mètres en mode monospectral) les images Spot atteignent désormais une résolution de 2,5-5 mètres avec Spot 5. Cette très bonne résolution couplée à la large fauchée est le grand atout de Spot. Une information approfondie est disponible sur le site du CNES et de la société Spotimage.
  • Les satellites Ikonos : Lancé à partir de 1999, à une altitude de 680 km sur une orbite polaire héliosynchrone, il se caractérisent par une fauchée réduite (images couvrant une zone de 11 km sur 11) mais une très haute résolution (de 1 mètre pour un pixel en mode monospectral à 4 mètres en mode multispectral avec 4 canaux). Le satellite Ikonos passe au dessus du même point à la surface du globe avec une fréquence de 3 jours.

==> Nous recommandons le site "Obter" sur Educnet pour une information approfondie sur la télédétection.

  • Des images du Tsunami
Cette image Landsat 7, prise le 30 décembre 2004 à 16 heures (heure locale), grâce à sa réolution "moyenne" de 28,5 mètres, nous donne une vue d'ensemble de la province d'Aceh, au Nord de Sumatra. L'image a été construite à partir de 3 canaux (Canaux TM7 (Infrarouge), TM4 (proche infrarouge), TM2 (vert) : ceux-ci favorisent la représentation la végétation et l'humidité dans le sol) et met assez bien en évidence la zone submergée par le Tsunami (au Nord-Ouest vers la ville de banda Aceh, mais aussi sur la côte Ouest par exemple).

L'image Spot 2 ci-dessous a été prise le 29 décembre 2004 ; d'une résolution de 20 mètres elle apporte des informations plus détaillées que l'image Landsat. C'est une image en "fausses couleurs" (la "composition colorée" standard de Titus). Chaque pixel de l'image est construit à partir des valeurs radiométriques des trois canaux XS3 (PIR), XS2(Rouge), XS1(Vert) ; dans une telle composition la couleur rouge signale la végétation, l'eau est représentée par une palette allant du bleu au noir. Le blanc signale les nuages au moment où le satellite est passé sur la zone. Sur cette image on distingue clairement la zone submergée, sur une profondeur de 4 km à Banda Aceh, et l'ancienne ligne de côte.

L'illustration ci-dessous est constituée de trois images Ikonos (images multispectrales à 2 mètres de résolution datées du 29 décembre, 5 jours après la catastrophe) calées sur une carte topographique au 250000ème de la région de Banda Aceh. Ces trois  images (qui couvrent les villes d'Aceh et de Lhonga, la côte au sud de Lhonga),  mises en relation avec une image datée d'avant le tsunami et avec les cartes topographiques au 1/50000 (même si elles sont anciennes) permettent aux élèves une étude précise des événements.

 

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