Une zone à risques à la frontière entre deux plaques tectoniques

En Indonésie, au moins 108 personnes ont été tuées et plus de 500 sont portées disparues sur des îles de l’archipel de Mentawai, à l’ouest de Sumatra. Lundi à 21h42 heure locale (16h42 en heure française), un séisme de magnitude 7,7 a déclenché un tsunami qui a touché plusieurs villages côtiers. L’épicentre, situé à une profondeur de 14,2 km selon le service américain de géologie (USGS), a provoqué un tsunami. L'île de Pagai est une des plus touchées.

La côte ouest de Sumatra est une région à risques tectoniques élevés : elle est située dans une zone de subduction, où deux plaques tectoniques, la plaque indo-australienne et la plaque eurasienne, se rejoignent.

Le 26 décembre 2004, un séisme de magnitude 9,3 sur l’échelle de Richter avait provoqué le tsunami qui avait fait 168 000 morts en Indonésie et des dizaines de milliers dans les autres pays (Thaïlande, Sri Lanka, Inde). Il y a un peu plus d'un an, le 30 septembre 2009, Padang et sa région avaient été frappés par un séisme de 7,6, qui a entraîné la mort d'un millier de personnes et provoqué d'importants dommages.

Le volcan Merapi est entré en éruption

En même temps que la gestion des conséquences de ce tsunami, l’Indonésie va devoir faire face à une deuxième crise : le volcan Merapi, l'un des plus actifs au monde, sur l'île de Java, est entré en éruption mardi 26 octobre. Des explosions ont entraîné l’émission de nuages et des cendres volcaniques. 19 000 habitants vivant sur les flancs du volcan, qui culmine à 2914 mètres d’altitude, ont été évacués.

Merapi, un volcan très actif dans une région très volcanique

Le volcan Merapi, à 26 km au nord de la grande ville de Yogyakarta et au sud de Semarang, est le plus actif des volcans indonésiens. Sa dernière éruption remonte à juin 2006 quelques jours après le séisme du 27 mai 2006, d'une magnitude de 6,3 sur l'échelle de Richter qui avait frappé la ville de Yogyakarta et ses environs. Le tremblement de terre avait entraîné la mort de 5782 personnes et la destruction de plus de 100.000 maisons.

L'éruption la plus meurtrière remonte à 1930, avec 1400 victimes. En 1994, 63 personnes avaient été tuées par des nuages toxiques.

Carte des principaux volcans d'Indonésie. Crédit image : USGS

La capacité de revisite des satellites : un atout pour la gestion des crises dans la durée

Les satellites d’observation de la Terre sont régulièrement utilisés dans le cas des catastrophes naturelles. C’est le cas par exemple pour le service européen SAFER dans le cadre du programme GMES (Global Monitoring for Environment and Security, Surveillance globale pour l’environnement et la sécurité).

Les images suivantes illustrent cette capacité : la série temporelle a été acquise entre le 5 et le 12 juin 2006 par le satellite Formosat-2, à l'occasion de la dernière éruption importante. Formosat-2 est un satellite à haute résolution permettant une revisite quotidienne, grâce à son orbite particulière (géosynchrone et héliosynchrone). Le passage de Formosat-2 à 9 h 30 du matin en heure locale (environ une heure avant la plupart des satellites optiques) augmente la probabilité d’acquisition dans les zones équatoriales où la couverture nuageux est un problème : dans l’exemple ci-dessous, seule l'acquisition du 7 juin n'est pas exploitable à cause des nuages.

Image Formosat-2 - Juin 2006 - Merapi

Image du volcan Merapi acquise le 5 juin 2006 par le satellite Formosat-2.
Copyright NSPO 2006 - Distribution Spot image.

*Image Formosat-2 du 6 juin 2006*	*Image Formosat-2 du 8 juin 2006*
*Image Formosat-2 du 9* *juin 2006*	*Image Formosat-2 du 10* *juin 2006*
*Image Formosat-2 du 11* *juin 2006*	*Image Formosat-2 du 12* *juin 2006*

Copyright NSPO 2006 - Distribution Spot Image

Une telle série d'images acquises à un jour d'intervalle est assez exceptionnelle. Elle permet une exploitation pédagogique en classe sur l'évolution de l'éruption.

Le satellite Formosat-2 a été construit par Astrium pour l'agence spatiale nationale taïwanaise (NSPO, National Space Organization, anciennement National Space Program Office). En France, c'est la société Spot Image qui assure la distribution des images. La résolution spatiale de Formosat-2 est de 2 mètres en mode panchromatique et 8 mètres en multispectral. Dans le mode multispectral, Formosat-2 travaille sur quatre bandes : bleu, vert, rouge et proche infrarouge.

Vue d'artiste du satellite Formosat-2
Crédit image : EADS Astrium

La bande bleue, associée aux bandes rouge et verte, permet de réaliser sans traitement particulier des compositions en couleurs naturelles.

De nouveaux modèles numériques de terrain à partir des données des satellites TerraSAR-X et TanDEM-X

Hasard du calendrier : cela fait juste une semaine que les deux satellites allemands sont dans leur configuration définitive en orbite, à quelques centaines de mètres l’un de l’autre, créant ainsi, pour la première fois, une antenne interférométrique dite « bistatique » : les radars à ouverture synthétique (SAR) des deux satellites travaillent simultanément et, contrairement à l’interférométrie classique, les données d’une même zone sont acquises en même temps, sans qu’aucun changement sur le terrain (mouvement de l’eau, de la végétation, etc.) ne vienne perturber la mesure de relief : les premiers résultats sont très impressionnants.

Le 19 octobre, pour leur premier modèle numérique de terrain calculé avec la méthode bistatique, les ingénieurs du DLR (agence spatiale allemande, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) ont travaillé sur l’Etna en Sicile puis sur le volcan Merapi sur l’île de Java. L’interférométrie se prête bien à l’étude des zones géologiques actives comme les volcans ou les zones sismiques.

Comparaison des MNT TanDEM-X et SRTM sur l'Etna

Comparaison entre un modèle numérique de terrain provenant de données TanDEM-X
et un modèle classique utilisant les données SRTM sur le versant est de l'Etna.
Crédit image : DLR.

MNT bistatique du volcan Merapi produit par le DLR

Premier modèle numérique de terrain du volcan Merapi produit par interférométrie bistatique
à partir de données TanDEM-X. Les points brillants sont des zones habitées et des villes.
Crédit image : DLR.

Une des premières images acquise par le satellite Terrasar-X le 8 juillet 2007, deux semaines
après son lancement. L'image publiée ici à une résolution réduite par rapport à l'image originale :
celle-ci a une résolution de 3 mètres (mode Stripmap). Le volcan Merapi est au sud (ici à gauche
de cette image, le nord est à droite) du mont Merbabu qui culmine à 3145 mètres.
Crédit image : DLR (Agence spatiale allemande)

Le DLR est responsable de l’exploitation scientifique des données TanDEM-X. Astrium a construit les deux satellites et participé à leur financement. Comme pour TerraSAR-X, c’est Infoterra, une filiale d’Astrium, qui assure la commercialisation des données TanDEM-X.

En savoir plus :

Un article sur le volcan Merapi sur Wikipédia.
Un article sur le tsunami du 26 décembre 2004 sur Wikipédia.
Des photos du tsunami et de l'éruption du Merapi sur le blog Big Picture d'Alan Taylor sur le site du Boston Globe.
Sur le site de Spot Image, les pages sur l'éruption de 2006, les actions de cartographie rapide des dégâts du tremblement de terre, la description des images satellite Formosat-2 et la galerie d'images sur les volcans vus par les satellites Spot.
Sur le site du NSPO, l'agence spatiale taïwanaise, les pages sur le satellite Formosat-2.
La série d'articles du blog Un autre regard sur la Terre sur l'éruption du volcan islandais en avril 2010.
Un article sur le blog Earth-of-fire de Bernard Duyck.
Le site Internet du GITEWS (German-Indonesian Tsunami Early Warning System), système d'alerte tsunami Germnano-Indonésien, mis en place dans le cadre d'une coopération entre l'Allemagne et l'Indonésie, après le tsunami de 2004 (en anglais). Lundi 25, à partir des informations de ce système, l'agence de météorologie, climatologie et géophysique d'Indonésie (Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika ou BMKG en indonésien) a lancé une alerte pour le côte ouest de l'Indonésie.
Sur la tectonique des plaques et le risque sismique, deux pages sur le site de l'Université de Laval au Canada et sur celui de l'Institut de Physique du Globe de Paris.
Le site de l'USGS (US Geological Survey).
Les informations sur le modèles numériques de terrain "bistatiques" sur le site d'Infoterra.
Les pages (en anglais) sur le site du DLR.
Un article du blog Un autre regard sur la Terre sur la production de modèles numériques de terrains à partir d'images optiques.

Suggestions d'utilisations pédagogiques en classe :

En géographie, travail sur la tectonique des plaques et le volcanisme en Indonésie.
Travail d'étude sur le tsunami de décembre 2004, ses conséquences et les projets mis en place pour la reconstruction et la prévention.
Voir également les idées proposées dans la série d'articles du blog Un autre regard sur la Terre sur l'éruption du volcan islandais en avril 2010.

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