DOSSIER/ La télédétection pour gérer les catastrophes : l’exemple du Japon .

Quand une catastrophe se produit, la télédétection est souvent le seul moyen de voir ce qui se passe sur le terrain.






Les catastrophes naturelles sont un élément qui nous a souvent rendu visite, et qui continuera à le faire tant que nous existons sur la Terre. En l’an 2008 uniquement  les catastrophes naturelles ont touché 214 millions de personnes, faisant plus de 235.000 victimes, et coûtant plus de 190 milliards de dollars selon les rapports du CRED ( Centre for Research on the Epidemiology of Disasters). 






 Certes, il est impossible d'empêcher les événements naturels, toutefois, les catastrophes potentielles peuvent être gérées afin de réduire les pertes en vies humaines.

La télédétection étant la la science de l'acquisition de l'information sur la Terre  grâce à l'utilisation d'instruments à distance tels que les satellites; peut jouer un role indispansable dans la gestion de cathastrophes. En effet, Les satellites offrent des données précises, régulières et quasiment instantanées sur de vastes zones, n'importe où dans le monde. Quand une catastrophe se produit, la télédétection est souvent le seul moyen de voir ce qui se passe sur le terrain.

Plusieurs satellites existent autour de la terre pour différentes missions, or il y a deux types de satellites qui sont particulièrement bien adaptés à la gestion des catastrophes, et qui jouent des rôles complémentaires.

·         les satellites en orbite polaire opèrent à une altitude relativement basse (souvent à environ 1000 km au-dessus de la Terre), fournissant une résolution spatiale relativement haute. Mais ils ne collectent des données au-dessus du même point qu'une fois tous les 5, 10 ou 20 jours.

·         Les satellites géostationnaires, au contraire, sont positionnés à une altitude relativement plus élevée (environ 36.000 km). Ils orbitent autour de la Terre à la même vitesse que la Terre ne tourne autour de son axe, restant ainsi à la même position au-dessus de la Terre et observant la totalité de la sphère de la Terre en dessous. Leurs données spatiales sont beaucoup plus brutes, mais sont collectées au même point toutes les 15 minutes environ.

Chaque satellite est equipé d'un ou de plusieurs capteurs qui prennent des mesures en diverses longueurs d'onde. Plusieurs de ces capteurs sont utiles pour le suivi des catastrophes : les capteurs thermiques détectant les incendies actives, les capteurs infrarouges pouvant détecter les inondations, tandis que les capteurs micro-ondes (capables de percer les nuages et la fumée) peuvent servir à mesurer les déformations de la Terre avant et lors des séismes et des éruptions volcaniques.

Selon Sian Lewis (éditorialiste au Réseau Sciences et Développement (SciDev.Net), titulaire d'un PhD en télédétection du l'University College de Londres),  « les séismes sont difficiles à prévoir l'heure actuelle. Mais la télédétection pourrait améliorer les prévisions grâce au Radar interférométrique à Ouverture synthétique (Interferometric Synthetic Aperture Radar ou InSAR). Cette technique combine au moins deux images radar séquentielles pour mesurer les mouvements du sol avec une grande précision, à l'échelle de quelques centimètres (voire quelques millimètres). Les instruments de l'InSaR, comme le PALSAR, sont déjà couramment utilisés après les séismes pour évaluer les dommages et l'étendue du mouvement et de la déformation du sol.

La télédétection montre toute son utilité dans la facilitation des secours d'urgence et l'évaluation des dommages après un séisme. L'imagerie de haute résolution captée à partir de plusieurs satellites peut ainsi aider les équipes de recherche et de secours à se déplacer dans les villes, et améliorer l'évaluation des pertes économiques.

L'Organisation mondiale de Surveillance planétaire pour la Réduction des Risques sismiques (WAPMERR) a recours à la télédétection pour améliorer la connaissance sur le parc de logements, par exemple le nombre et la hauteur des bâtiments. L'imagerie de haute résolution peut également contribuer à l'établissement de la carte du risque pour orienter les codes de la construction et les stratégies de préparation aux catastrophes. »

 

Au mois de mai 2008, un séisme de 7,9 sur l'échelle de Richter, le plus puissant tremblement de terre depuis 1976, a frappe la province chinoise du Sichuan. Il a fait plus 87.000 morts et touché environ 45 millions de personnes dans dix provinces. Environ 12,5 millions d'animaux sont morts et plus de 26 millions de constructions ont été endommagées (dont environ 5 millions entièrement effondrés). Les pertes économiques ont été estimées à US$ 85 milliards. 

L'ampleur de cette catastrophe, les fortes pluies, l'inaccessibilité de la région et le risque de répliques et de glissements de terrain ont gêné les efforts d'intervention rapide. Les données de télédétection se sont ainsi montré indispensables dans cette crise.

Le Centre chinois de Préparation aux Catastrophes (National Disaster Reduction Center of China ou NDRCC) a pris les devants pour utiliser les données de télédétection pour appuyer les secours d'urgence. Dans la demie heure suivant le séisme, le Centre avait produit la première carte des dégâts. Au cours des semaines qui ont suivi, le NDRCC a reçu et interprété plus de 1300 images filmées par 22 capteurs pour suivre et évaluer la zone sinistrée. Plusieurs organismes publics chinois et les experts en cartographie à travers le monde ont apporté leur appui à ce travail.

La télédétection a contribué à l'orientation des secouristes, à l'identification et à l'atténuation des dangers supplémentaires. Les glissements de terrain avaient créé plus de 30 barrages naturels sur des cours d'eau, aggravant ainsi le risque d'inondation et de coulée de débris. Le barrage qui s'était formé à Tangjiashan avait retenu de l'eau menaçant plus de 1,3 millions de personnes.  L'imagerie satellitaire avait contribué à la surveillance de ces barrages et aux efforts d'évacuation directs.

Les données rassemblées après le séisme ont également été utilisées pour des études à plus long terme visant à aider à mieux comprendre les cycles sismiques et l'évolution des failles. Ainsi, dans le cadre du Programme Dragon 2 financé par l'Agence spatiale européenne, une équipe sino-européenne a utilisé les données produites par l'InSAR pour évaluer la déformation et établir une cartographie du mouvement du sol à la suite du séisme.

Cas du Japon :

Ces images ont été acquises par les satellites allemands RapidEye (optique) et TerraSAR-X. Elles montrent Torinoumi, sur la côte est du Japon, avant la catastrophe, le 5 septembre 2005, et après le tsunami, le 12 mars 2011

« En comparant avec précision les images satellite de l'"avant" et de l'"après"-tsunami au Japon, un service scientifique strasbourgeois prépare une cartographie des zones touchées afin d'améliorer la fourniture de l'aide humanitaire et la reconstruction. Le Service régional de traitement d'image et de télédétection (SERTIT) de l'université de Strasbourg, basé à Illkirh-Graffenstaden, a été mandaté par le Centre national des études spatiales (CNES) peu de temps après le séisme et le tsunami qui a dévasté le nord-est du Japon vendredi, a expliqué mardi son directeur, Paul de Fraipont. En se basant sur des images d'archives recoupées avec les premiers clichés du satellite Spot 5, le SERTIT a fourni dès dimanche matin aux autorités japonaises une carte de la zone côtière de 240 km de long où, selon ses calculs, près de 450 zones d'habitation sont "rasées, détruites ou fortement affectées" jusqu'à 10 km de la côte, selon M. de Fraipont. Sur la carte, des points rouges peuvent représenter des villages, des hameaux ou des quartiers urbains touchés par la vague géante. La résolution des images Spot, jusqu'à 2,50 m, permet d'avoir une synthèse, un inventaire exhaustif des dégâts pour cibler les zones prioritaires d'intervention. "Nous faisons d'abord une analyse générale pour voir où sont les zones impactées, a expliqué le directeur du SERTIT. Puis d'autres, plus détaillées, à la demande". Les 22 techniciens du SERTIT, qui mettent environ quatre heures pour cartographier une zone de 10 km sur 10, doivent notamment étudier les sites couverts par les équipes de sauveteurs de la Protection civile française. Ces cartes servent notamment à "aider les services de secours à s'orienter sur le terrain, à définir les routes d'évacuation ou les zones de confinement", selon le responsable qui estime que cette catastrophe majeure n'est pas terminée, entre les nombreuses répliques et le risque d'accident nucléaire. » AFP

cette comparaison des cartes obtenues grâce aux images satellitaires avant et après le tremblement de terre a aussi permis à l’Agence pour l’exploration spatiale japonaise d’identifier les déformations de la terre associées à la catastrophe. Le satellite Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar (PALSAR) a fourni les images nécessaires.
Les franges de couleur indiquent une différence de distance entre la partie de terre observée et le satellite : l’interprétation de cette image, à l’aide d’une technique particulière, permet de dire que le Japon s’est déplacé de plus de 3 mètres vers l’est !

Reste à dire, selon Sian Lewis «  Le temps est donc venu d'engager les chercheurs et les décideurs des pays en développement dans la télédétection pour la gestion des catastrophes. Les coûts des données et des technologies sont en chute libre, les technologies de l'information et de la communication se développent à grande vitesse, et les outils tels que Google Earth commencent à susciter de l'intérêt pour l'imagerie par satellites auprès des décideurs ». 

  pour aller plus loin: