D3 Géodésie et déformation

Topique

La géodésie moderne mesure, avec une précision millimétrique voire supérieure, la position, la forme et la déformation de la surface terrestre. Un système de positionnement satellitaire continu permet de déterminer le mouvement des plaques tectoniques en temps quasi réel, de surveiller la déformation d'une faille active pendant un séisme et entre deux séismes, et de détecter le gonflement ou le dégonflement d'un volcan avant une éruption.

Un réseau de positionnement satellitaire continu, composé de dizaines, voire de centaines de stations réparties autour d'une faille active, fournit un champ de vitesses pour toute la région. Ce champ de vitesses est ensuite inversé mathématiquement afin de déterminer la distribution du glissement de la faille en fonction de la profondeur.

Une technique radar interférométrique combine la phase de plusieurs images radar capturées par satellite au-dessus d'une même zone, à des dates différentes. La différence de phase entre deux de ces acquisitions code le déplacement de la surface terrestre dans la direction exacte d'observation du satellite, avec une précision millimétrique sur des zones de plusieurs milliers de kilomètres carrés. Cette technique de radar interférométrique est la méthode la plus performante disponible pour cartographier l'affaissement, le gonflement volcanique, le glissement lent et la déformation cosismique à l'échelle régionale.

La gravimétrie différentielle, associée à une mission gravimétrique satellitaire, mesure les variations du champ gravitationnel terrestre. Ces variations reflètent directement l'évolution de la distribution des masses dans le sous-sol : recharge d'une nappe phréatique, fonte d'un glacier, affaissement du terrain ou rebond isostatique de la croûte terrestre. Le principe de cette gravimétrie repose sur le fait que l'accélération gravitationnelle mesurée en un point dépend de la variation du potentiel gravitationnel entre ce point et un point voisin. Ce potentiel résulte de la somme des contributions de toutes les masses réparties dans le volume entourant ce point.

On s'attend à ce que l'intégration du positionnement continu par satellite, de la technique radar interférométrique et de la gravimétrie fournisse une image tridimensionnelle complète de la déformation de la surface terrestre, alors que chacune de ces méthodes prises séparément ne mesure qu'une composante ou une projection partielle de cette même déformation, établissant ainsi le lien entre la précision millimétrique avec laquelle cette description a débuté et l'image complète que la géodésie moderne est capable de reconstituer en combinant ses différentes méthodes.

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