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15 mars 2011 2 15 /03 /mars /2011 18:41

Il y a presque 25 ans, le 26 avril 1986, un accident dans la centrale nucléaire de Tchernobyl en Ukraine entraînait la fusion du cœur d'un réacteur et à une importante pollution radioactive de l’environnement. C’est à ce jour le plus grave accident nucléaire, classé au niveau 7 de l'échelle internationale des évènements nucléaires (INES). A l’époque, deux mois après le lancement du satellite français Spot 1, la publication d’images satellites acquises quelques jours après l’explosion de la centrale de Tchernobyl avait montré l’intérêt de disposer de sources d’informations indépendantes.

Le 15 mars 2011, après le tremblement de terre et le tsunami qui ont frappé le Japon, c’est la situation dans la centrale nucléaire de Fukushima-Daiichi qui inquiète beaucoup, avec des dégâts sur le caisson de confinement du réacteur n°2. De nombreux satellites d’observation, dont Spot 5, Terrasar-X et les satellites américains ont été mis à contribution, d’abord pour cartographie l’impact du tsunami puis pour surveiller la situation des centrales nucléaires. Je publierai bientôt un article sur la contribution effective des différents satellites dans le cas des tremblements de terre, des tsunamis et des accidents nucléaires.

 

fukushima_daiichi_Spot5_20110312_L.jpgEarthquake_Japan_evacuation_area_Spot5_L.jpgSpot-1---Tchernobyl---Mai-1986.jpgA 25 d’intervalle, le satellite Spot 1 témoin de la catastrophe de Tchernobyl (en bas, image acquise
le 6 mai 1986) et Spot 5 au-dessus des centrales de Fukushima (en haut, images acquises le
12 mars 2011 avec un zoom sur la centrale de
Fukushima Daiichi et la zone d'évacuation de 20 km).
Copyright CNES 1986-2011 – distribution Astrium Services / Spot image.

 

Bien sûr, les satellites ne mesurent pas directement la radioactivité. Ils contribuent  à la prévision météorologique et donc à la modélisation des trajectoires des nuages radioactifs. Quelques rappels et explications au sujet de la radioactivité et de ses effets…


La radioactivité, qu’est-ce que c’est ?

Mise en évidence sur l’uranium en 1896 par Henri Becquerel puis sur le radium par Marie Curie pour le radium, la radioactivité est un phénomène physique de transformation spontanée des noyaux atomiques instables : en se « désintégrant », ils émettent de l'énergie prenant la forme de rayonnements divers (rayons α, des rayons β ou des rayons γ) et un ou plusieurs neutrons. En dehors des neutrons, tous ont suffisamment d'énergie pour ioniser directement des atomes, c’est-à-dire, pour leur ôter un ou plusieurs électrons. Ce sont des rayonnements ionisants.

  • Une particule alpha se compose de deux protons et deux neutrons, soit l'équivalent du noyau d'un atome d'hélium. Les particules alpha provoquent facilement l'ionisation de la matière avec laquelle elles sont en contact. Une particule alpha peut parcourir plusieurs millimètres dans l'air mais sa portée diminue dans les milieux plus denses : les particules alpha ne traversent pas la couche superficielle de l'épiderme humain, mais elles représentent un danger si elles sont inhalées.
  • Une particule bêta (électron ou positron) est beaucoup plus légère qu'une particule alpha et peut parcourir une plus longue distance que les particules alpha avant de perdre son énergie. Une particule bêta d'énergie moyenne parcourt environ un mètre dans l'air et un millimètre dans un tissu biologique.
  • Les rayons gamma sont des rayonnements électromagnétiques. Les rayons gamma peuvent pénétrer beaucoup plus profondément que les particules alpha ou bêta.
  • Les neutrons sont des particules qui ne possèdent aucune charge électrique. L’ionisation qu’ils provoquent est indirecte (collisions, diffusion, capture) et ces interactions entraînent selon les cas l'émission de rayons gamma, de rayonnement bêta, voire l’émission d'autres neutrons.

 

Comment mesurer la radioactivité et ses effets ?

Il y a trois notions bien distinctes : la première concerne les propriétés de la substance radioactive proprement dite, la deuxième la façon dont cette radioactivité est absorbée par les objets exposés, enfin, les effets biologiques quand il s’agit d’êtres vivants exposés à ces rayonnements.

  • La radioactivité d’un objet se mesure en Becquerel (Bq) : 1 Bq correspond à une désintégration par seconde. Dans le passé, on utilisait le Curie (Ci) : 1 Ci correspond à la radioactivité d'un gramme de radium soit 37 milliards de désintégrations par seconde. Les deux unités représentent des niveaux de radioactivité très différents : 1 Ci = 3,7.1010 Bq. La radioactivité d'une substance dépend directement de la quantité de matière radioactive, qu'elle soit solide, liquide ou gazeuse.
  • La dose absorbée : c’est la dose reçue par un objet exposé à un rayonnement ionisant. Elle mesure la quantité d'énergie reçue par unité de masse de cet objet. L'unité utilisée dans le système international est le Gray (Gy). Un Gray correspond à une énergie de 1 joule par kg de matière irradiée. Le débit de dose fait intervenir le temps : Un débit de dose de 1 Gy par seconde n'aura pas les mêmes effets s'il est subi pendant quelques minutes ou plusieurs heures ! Auparavant, on utilisait le Röntgen (1 R= 2,58.10-4 C/kg) et plus récemment le Rad (pour « radiation absorbed dose ») : 1 rad=10-2 Gy.
  • L'effet biologique est mesuré par la dose équivalente et par la dose efficace (un joli nom !) : chaque type rayonnement a des effets différents sur la matière vivante. Une unité a donc été créée pour tenir compte de ces effets, en appliquant des facteurs de pondération qui dépendent du type de rayonnement (alpha, bêta, gamma, X, neutrons), de la nature de l’exposition (externe ou interne) et de la sensibilité spécifique des organes ou tissus. La dose équivalente est la dose absorbée multipliée par un facteur de pondération du rayonnement. La dose efficace prend en compte le type de tissus soumis à la radiation : c'est la dose équivalente multipliée par un facteur de pondération tissulaire. Le facteur dépend de la sensibilité de chaque organe, mais aussi de la gravité des cancers induits. Dose équivalente et dose efficace se mesurent en Sievert (Sv). Un sievert représente une dose très élevée et on parle généralement de milli-sievert (1 mSv=10-3 Sv). Sievert est le nom d’un physicien suédois qui fut l’un des pionniers de la protection contre les rayonnements ionisants. Autrefois, lorsque le rad était utilisé comme unité de dose absorbée, l'unité de dose équivalente était le rem, pour « rad equivalent man ».

 

Quels sont les risques selon les doses reçues ?

Les effets sur l'organisme dépendent de la dose reçue et de la durée d’exposition qui est un facteur très important. Voici ci-dessous quelques indications des effets probables que le LPSC de Grenoble décrit sur son site :

  • 10 000 mSv (10 Sv) reçus en une seule fois (temps court inférieur à quelques heures) : dommages immédiats, très sévères entraînant la mort en quelques semaines.
  • Entre 2 et 10 Sv en une fois : dommages sérieux mais non définitifs jusqu'à 4 Sv. A partir de cette valeur, ils deviennent irréversibles et les risques de mortalité augmentent avec la dose.
  • 1 000 mSv (1 SV) en une fois : peut entraîner (temporairement) des nausées, une baisse des globules blancs et des leucocytes mais pas la mort. Tout redevient normal en peu de temps. Un sievert accumulé sur un temps plus long entraîne une augmentation du risque de développer un cancer mortel d'environ 5% plusieurs années plus tard.
  • 50 mSv par an est la plus petite dose en-dessous de laquelle on ne peut prouver l'apparition de cancers (cette dose est aussi la radioactivité naturelle de plusieurs lieux sur Terre). Au-delà de cette valeur, le nombre de cancers augmente avec la dose.
  • 20 mSv par an moyenné sur 5 ans : c'est la limite légale que peuvent recevoir les travailleurs du nucléaire.
  • 2-10 mSv par an : radioactivité naturelle moyenne. localement, elle peutêtre beaucoup plus élevée.
  • 1 mSv par an : c'est la limite légale que peut recevoir le public (au-dessus de la radioactivité naturelle).

Pour les faibles doses, les effets biologiques sont très difficiles à mesurer et les études épidémiologiques dans ce domaine sont très délicates à analyser car il est difficile de déterminer précisément l’origine d'un cancer.

 

Que signifie un accident de classe 6, de classe 7 ? l'échelle internationale des événements nucléaires (INES, International Nuclear Event Scale)

Mise en œuvre à partir de 1991, cette échelle logarithmique internationale compte huit niveaux de gravité notés de 0 à 7, selon des critères de  défaillance des mesures de sécurité et d'impact sur l'environnement (interne ou externe à l'installation) Elle est destinée à faciliter la perception par les médias et le public de l'impact en matière de sûreté des incidents et des accidents nucléaires. C'est donc davantage un outil de communication et non une échelle de mesure scientifique.

En 1957, l’explosion à l’usine de retraitement de Kychtym en URSS correspondait au niveau 6 actuel.

Le 28 mars 1979, La fusion partielle du cœur du réacteur no 2 (TMI-2) à Three Mile Island, en Pennsylvanie aux Etats-Unis relevait de la classe 5.

En France, en février 1980, à la Centrale de Saint-Laurent-des-Eaux (Loir-et-Cher) une défaillance technique a conduit à l’inflammation locale du combustible. L’accident a endommagé gravement l’installation.

Le 15 mars 2011, compte tenu de l'évolution de la situation, l'Autorité française de sûreté nucléaire a classé l'accident japonais au niveau 6. le terme "Accident" devient un euphémisme.

 

Niveau Nature de l'accident Conséquences à
l'intérieur du site

Conséquences à
l'extérieur du site

0   Aucune importance du point de vue de la sûreté
1 Anomalie sortant du régime de fonctionnement autorisé    
2 Incidents assortis de défaillances importantes des dispositions de sécurité Contamination importante / surexposition d’un travailleur  
3 Accident évité de peu / perte des barrières Contamination grave / effets aigus sur la santé d’un travailleur Très faible rejet : exposition du public représentant une fraction des limites prescrites
4   Endommagement important du cœur du réacteur / des barrières radiologiques / exposition mortelle d’un travailleur Rejet mineur : exposition du public de l’ordre des limites prescrites
5   Endommagement grave du cœur du réacteur / des barrières radiologiques Rejet limité susceptible d’exiger l’application partielle des contre-mesures prévues
6    

Rejet important susceptible d’exiger

l’application intégrale des contre-mesures prévues

7     Rejet majeur : effets considérables sur la santé et l’environnement

 

En savoir plus : 

Sur la radioactivité :

Sur les unités de mesure :

Sur les mesures de radioactivité dans l’environnement :

Sur les instruments de mesure :

Sur les accidents nucléaires :



 


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14 février 2011 1 14 /02 /février /2011 18:45

Madagascar---Aqua---14-02-2011.jpg

Le cyclone Bingiza au-dessus du nord de Madagascar. Image acquise le 14 février 2011 par le
capteur MODIS du satellite Aqua. Crédit image : NASA/GSFC, MODIS Rapid Response

 

Le service européen GMES de réponse aux situations d’urgence a été activé le 14 février 2011 après le passage du cyclone tropical Bingiza à Madagascar. L’action du service GMES SAFER porte sur deux zones dans la partie nord de Madagascar.

Avec des vitesses de vents de 180 km/h, le cyclone tropical Bingiza a traversé le nord de Madagascar lundi 14 février à partir de 3h00 UTC (6h00 locales), près du cap Masoala, dans la région de Sava.

Après avoir traversé la baie d’Antongil, les districts de Maroantsetra et de Mananara-Avaratra, l’oeil du cyclone était sur Mandritsara vers 12h00 UTC, selon le BNGRC (Bureau national malgache de gestion des risques et catastrophes).

Dans plusieurs districts, les lignes électriques ont été arrachées. Le district de Mananara-nord, sur la côte est, est jusqu'à présent le plus touché, avec 80% des bâtiments dont les toits ont été emportés. On craint maintenant des inondations à la suite des pluies importantes.

Les problèmes de communication compliquent l’évaluation précise des dégâts. C'est une des raisons qui fait l'intérêt des services d'information s'appuyant sur les satellites d'observation de la Terre.

 

Le service GMES de réponse aux situations d'urgence

Avec Galileo, GMES (global Monitoring for Environment and Security) est un des grands programmes de l'Union européenne de développement des utilisations des techniques spatiales au service du citoyen, en particulier dans le domaine de l'environnement.

Avec l'océanographie opérationnelle et la gestion des territoires, le service de réponse aux situations d'urgence (Emergency response) est un des trois services principaux.

Les équipes impliquées dans le service GMES SAFER vont apporter leur support en mobilisant les satellites d'observation de la Terre afin d'acquérir des images de la région. A partir de ces images, un travail de "cartographie rapide" sera effectué pour livrer le plus rapidement possible une information utile aux organisations chargées des secours.

Le service GMES SAFER est financé par la commission européenne. Il repose sur une organisation européenne associant sociétés de services spécialisées en géo-information, opérateurs de satellites d'observation, experts des différents types de catastrophes naturelles. Le déclenchement précoce du service  et l'efficacité de la coordination des opérations sont des facteurs déterminant pour la rapidité de livraison des cartes et des informations géographiques. Les équipes travaillent en astreinte 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7.

Le cyclone Bingiza correspond à la 80ème activation du service SAFER en moins de deux ans.

 

En savoir plus :

 

Suggestions d'utilisations pédagogiques en classe :

 

 

 


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22 janvier 2011 6 22 /01 /janvier /2011 18:22

Le répit a été de courte durée : alors que les inondations se sont déplacées vers le sud et l’état de Victoria, les habitants et les services de secours du Queensland, qui commençaient des opérations de nettoyage, ont à nouveau subi, mercredi, des orages importants avec des vents violents, autour de Brisbane et Ipswich. Les équipes du principal fournisseur d’électricité qui travaillaient sur la réparation des dégâts des inondations ont du intervenir après de nombreuses coupures de lignes électriques. De nouveaux orages étaient attendus jeudi 20 janvier.

 

Astrium Services - Floods 2011 - Australia - Darling RiverImage acquise par le satellite Spot 5 le 8 janvier 2001. Le fleuve Darling au sud de la ville de
Saint-Georges. Copyright CNES 2001 – Distribution Astrium GEO-Information Services.


Plus de blé pour le blé… Les effets de la Niña à longue distance ?

A côté des conséquences les plus dramatiques (au moins trente victimes dans l’état du Queensland et des dégâts très importants), ces inondations ont également des effets à l’échelle mondiale : l’Australie, avec en particulier les états du Queensland, du New South Wales et de Victoria, est un gros producteur de blé et de colza. Après les feux en Russie de l’été dernier et la sécheresse en Argentine, on attend à une forte hausse des cours du blé qui pourraient atteindre ou dépasser les sommets de l’année 2008, avec toutes les conséquences en termes de sécurité alimentaire dans les pays en développement. Lien indirect avec une actualité brûlante : on constate une augmentation des achats de céréales et d'huile des pays du Maghreb : Maroc, Libye, Algérie. Inquiétude d’une contagion de la révolution tunisienne ?

Cours-du-ble-meunerie-a-Paris.jpg

Cours du blé de meunerie à Paris (en euros par tonne). Le prix a doublé entre avril 2010 et janvier 2011. Source : journal Les Echos. Cliquer sur l'image pour accéder à la courbe d'origine mise à jour.

 

C’est également dans le Queensland que se trouvent les principales mines de charbon du pays. Les pluies torrentielles ont amené les groupes miniers comme BHP Billiton, Rio Tinto, Peabody, Anglo American et Xstrata à interrompre ou réduire leurs opérations dans les mines depuis le début du mois de janvier et fermer leurs infrastructures de transport (ports et voies ferrées). Le prix du charbon a également fortement augmenté sur les marchés mondiaux.

En 2010, la Niña a débuté dès le printemps et s'est renforcée au long de l’année. Difficile d’en expliquer la raison et dire s’il s’agit d’un évènement isolé ou non et de faire un lien éventuel avec le changement climatique. Les météorologistes attribuent à la Niña les fortes pluies en Indonésie, Malaisie et Australie, les périodes de sécheresse en Amérique du Sud, les tempêtes dans l'Atlantique tropicale, les vagues de froid en Amérique du Nord et un temps pluvieux dans le sud-est de l'Afrique.

 

Un exemple de contribution des satellites Spot : de nouvelles images satellite le long de la rivière Darling

Plus long fleuve d’Australie, le fleuve Darling rejoint la côte sud près de la ville d’Adélaïde, après 3000 km à travers la savane. Le bassin Murray-Darling est le plus vaste bassin hydrographique d’Australie avec 64% des surfaces agricoles irriguées en Australie. En général, l’eau est plutôt considérée comme une ressource rare et les impacts environnementaux classiques (salinité des sols et des aquifères, pollution par les nitrates et les pesticides). Relativement plat avec une pente moyenne de 16mm, les inondations affectent rapidement des surfaces importantes.

 

Profil altitude Darling river - Australie - Un autre regardProfil d'altitude approximatif le long de la Darling River en Australie. 250 mètres de dénivelé maximal sur 1400 km : pas très pentu ! Profil calculé à partir de données Google Maps avec l'outil développé par Robin Coma pour le blog Un autre regard sur la Terre. Contactez-moi si vous souhaitez l'utiliser en classe.


L’image du début de cet article a été acquise le 8 janvier 2011 par Spot 5, dans le cadre d’une série d’acquisitions. Spot 5 acquiert une série d’images sur la rivière Darling au sud de la ville de Saint Georges, à la frontière entre le Queensland et la Nouvelle Galles du sud New South Wales). L’image couvre le front de l’inondation : les eaux boueuses s’étalent sur une zone d’une quarantaine de kilomètres de largeur dans une zone d’agriculture irriguée. En amont, l’inondation s’étend vers le nord-est sur presque 300 kilomètres.

A la demande de la sécurité civile de l’état du Queensland et de l’Agence fédérale australienne (Geoscience Australia), Spot Imaging Services, filiale d’Astrium en Australie, a effectué une programmation spécifique des satellites Spot sur les zones inondées, en support aux opérations sur le terrain. La carte ci-dessous décrit les zones d’intérêt et le plan prévisionnel d’acquisition des images entre le 6 et le 12 janvier 2011.


Astrium Services - Floods 2011 - Australia- Darling River S Exemple de plan d’acquisition d’images pour les satellites Spot 4 et Spot 5. Crédit image : Astrium GEO-Information Services

 

Une opportunité pédagogique : utiliser le catalogue de Spot Image pour comprendre les mécanismes d’acquisition des images, les orbites des satellites et le travail des équipes de programmation

Comment savoir quelles images ont effectivement été acquises par rapport à ce plan prévisionnel ?

Il suffit, un ou deux jours après, il suffit de jeter un coup d’œil sur le catalogue des images Spot, accessible en ligne sur le site d’Astrium GEO-Information Services. Les deux images suivantes illustrent la recherche que j’ai effectuée et les résultats obtenus.

Catalogue Spot Image - RechercheCopie d’écran de la recherche effectuée sur le catalogue des images des satellites Spot. Crédit image : Astrium GEO-Information Services

 

J’ai donc cherché dans la zone indiquée les images acquises entre le 4 et le 12 janvier 2011. Je me suis limité aux images multispectrales (le symbole C) avec des résolutions de 2,5 à 20 mètres, une couverture nuageuse de 20% et un angle de visée « presque vertical » (entre -7,5° et 7,5°) pour éviter d’avoir une liste de résultats trop longue. Voici ce qu’on obtient :

 

Catalogue Spot Image - ResultatsCopie d’écran des résultats obtenu sur le catalogue des images des satellites Spot.
Crédit image : Astrium GEO-Information Services

 

Cet exemple correspond à la situation typique de gestion d’une crise, comme dans le cas d’une activation de la Charte internationale « Espace et catastrophes majeures » ou du service européen GMES SAFER : une ou plusieurs zones d’intérêt où il faut acquérir le plus vite possible (en « mode rush ») des images permettant de cartographier l’impact de la catastrophe. Evidemment, dans la cas d’inondations, la présence de nuages ne facilite pas le travail.

L’illustration ci-dessus met en évidence quelques éléments directement liés au satellite, à son orbite et aux performances de ses instruments de prise de vue :

  • Sur la carte à gauche, les rectangles de couleur orange ou bleue sont les scènes enregistrées au catalogue Spot sur la période. Les caractéristiques de chaque scène sont données à droite : résolution de la scène, nom du satellite Spot (Spot 4 ou Spot 5), date d’acquisition, pourcentage de couverture nuageuse, etc.
  • Les scènes acquises se succèdent le long de la trace au sol du satellite (en fonction de l’angle de prise de vue). Chaque scène couvre une largeur de 60 km (en visée verticale, un peu plus en visée oblique)
  • Cette trace est inclinée par rapport aux méridiens de la carte (les lignes verticales). Cela correspond à l’inclinaison de l’orbite des satellites Spot 4 et Spot 5 par rapport au plan de l’équateur (cette inclinaison est de 98,7°) et, dans une moindre mesure, à la rotation de la terre pendant la durée d'acquisition de l'image. Cette inclinaison se retrouve également sur l’image Spot illustrant cet article : elle est corrigée géométriquement pour être superposable à une carte. C’est ce qui explique les bord inclinés et les bandes noires de chaque côté de l’image. 
  • Sur l’exemple que j’ai choisi, on voir également une configuration intéressante de prise de vue : il s’agit des dix scènes sélectionnées en bleu (numéros 35 à 40 et 44 à 48) acquises au cours du même passage. Dans ce mode très particulier, les deux instruments fonctionnent simultanément pour couvrir une zone deux fois plus large, soit environ 120 kilomètres de fauchée. C’est une caractéristique extrêmement intéressante du système Spot.

Enfin, on peut également consulter une vignette donnant un aperçu ("quicklook" en anglais) de l'image complète ainsi que l'ensemble des informations décrivant l'image (dans le vocabulaire des catalogues, on parle de "méta-données").

 

Catalogue Spot Image - Description detaillee produit 36

Fenêtre d'affichage d'un aperçu de l'image et des métadonnées. Apparaissent
en particulier l'heure d'acquisition (heure UTC), la notation de couverture nuageuse,
l'angle de prise de vue et les coordonnées des quatre coins de la scène.
Crédit image : Astrium GEO-Information Services.

 

Normalement, l'étape suivante pour un utilisateur, c'est de décider s'il commande l'image...

Je vous encourage à aller vous-mêmes sur le catalogue des images Spot et à faire des recherches sur des différentes zones. Prenez par exemple des endroits où il y a eu des catastrophes naturelles ou identifier également les régions où des couvertures systématiques sont effectuées, par exemple dans le but de mettre à jour des cartes. Vous pourrez vous rendre compte directement de la performance et de la souplesse d’acquisitions qu’offrent les satellites Spot.

 

Les satellites Spot : bientôt 25 années d'expérience opérationnelle

En février 2011, ce sera le vingt-cinquième anniversaire du lancement du premier satellite Spot lancé le 22 février 1986 par une fusée Ariane 1 depuis le Centre Spatial Guyanais (la même année, ce sera également le cinquantième anniversaire de la création du CNES). 25 années d’expérience opérationnelle qui expliquent le savoir-faire des équipes qui opèrent les satellites Spot : optimiser la capacité d’acquisition satisfaire les commandes commerciales, les demandes des utilisateurs institutionnels (comme le programme GMES) en routine ou, sans préavis, en réponse aux situations d’urgence, en tenant compte de la couverture nuageuse. C'est ce explique le succès que rencontrent encore aujourd'hui les satellites Spot 4 et Spot 5.

 

En savoir plus :


Suggestions d’utilisations pédagogiques en classe :

  • Travail sur le catalogue des images Spot : consulter des zones géographiques particulières et se poser des questions sur les logiques d’acquisition des images. Faire le lien avec les orbites des satellites et les possibilités d’acquisition des instruments (visée oblique par exemple).
  • Travail sur les orbites des satellites Spot et les caractéristiques de prise de vue (fauchée, revisite, etc.)

 

 

 

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15 janvier 2011 6 15 /01 /janvier /2011 14:03

Dans la région du Queensland sa capitale Brisbane, les autorités et les habitants découvrent l’étendue des dégâts et commencent un nettoyage digne des travaux d’Hercule, avec un coût évalué à plusieurs milliards de dollars australiens : des dizaines de milliers d’habitations et d’entreprises ont été endommagées par la crue du fleuve Brisbane. Selon l’AFP, plus de 80 villes ont été touchées par ces inondations historiques qui ont fait au moins 16 morts et 20 disparus. C’est désormais l’état de Victoria, plus au sud, qui est touché. A l’autre bout du monde, au nord de Rio de Janeiro, des pluies diluviennes ont causé des glissements de terrain et de coulées de boue dans : le bilan actuel est de plus de 500 morts dans les villes de Teresopolis et Nova Friburgo.

En complément de l’article déjà paru sur les inondations sur le blog Un autre regard sur la Terre, voici deux autres images que la société américaine GeoEye a récemment publiées sur son site web. Les deux images sont centrées sur l’aéroport de Rockhampton. Le 4 janvier 2011, cet aéroport a été fermé préventivement en raison du risque de crue du fleuve Fitzroy.

 

Port ou aéroport ?

La première image a été acquise le 5 janvier 2011 par le satellite Ikonos. L’image originale a une résolution d’un mètre. Elle montre la situation après les inondations.
La seconde image fournit une référence avant les inondations, six mois plus tôt : il s’agit d’une image d’archive acquise par le satellite GeoEye-1 le 20 juin 2010. La résolution des images de GeoEye-1 est d’environ 50 cm.

Les versions de l’image publiée ici ont une résolution réduite d’un rapport 2,5 environ. Les versions en pleine résolution peuvent être consultées sur le site Internet de la société GeoEye. Leur échelle étant différente, les deux images ne sont pas tout à fait superposables mais sont orthorectifiées : cela peut constituer un bon support pour un exercice en classe de cartographie des changements entre la situation avant et après les inondations.


Geoeye---Rockhampton---05-01-2011---RR.jpgImage de l’aéroport de Rockhampton en Australie acquise le 5 janvier 2011 par le satellite Ikonos.
Crédit image : GeoEye

 

Geoeye---Rockhampton---20-06-2010---RR.jpgImage de l’aéroport de Rockhampton en Australie acquise le 20 juin 2010 par le satellite GeoEye-1.
Crédit image : GeoEye

 

L’imagerie Radar, particulièrement adaptée à la cartographie des inondations

Les images MERIS illustrant l’article précédent ou les images ci-dessus ne donnent pas une vue d’ensemble des inondations dans le Queensland : la couverture nuageuse, accompagnant les pluies intenses, a rendu très difficile l’acquisition d’images optiques exploitables sur de larges zones. L’extrait d’image publié par Geoeye correspond à un trou dans cette couverture nuageuse.

Dans cette situation, les équipes qui s’occupent de cartographie rapide de l’impact des inondations, comme le service GMES SAFER ou les agences spatiales travaillant dans le cadre de la charte internationale « Espace et catastrophes majeures », privilégient les images fournis par les satellites SAR (Synthetic Aperture Radar ou Radar à Synthèse d’Ouverture).

Dans le cas des inondations dans le Queensland, l’Agence Spatiale Allemande (DLR) a programmé le satellite radar TerraSAR-X pour fournir des images de l’étendue des inondations. Un bel exemple d’image TerraSAR-X a été publié en exclusivité sur le site Internet du journal allemand Der Spiegel.


De même, dans le cadre de l’activation de la charte internationale « Espace et catastrophes majeures », l’Agence Spatiale Canadienne (Canadian Space Agency, CSA) a également programmé le satellite Radarsat pour acquérir des images de la région du Queensland. Une image a été acquise le 7 janvier 2011, deux jours après les images de l’aéroport de Rockhampton. Comme pour les images optiques, la comparaison avec une image radar d’archive datant du 9 avril 2010 permet d’effectuer une « détection de changement » et d’obtenir le carte ci-dessous. Les couleurs ont la signification suivante :

  • En jaune, les zones inondées.
  • En bleu, l’eau dite « de référence », à savoir la situation normale des cours d’eau et des surfaces normalement en eau.
  • En niveaux de gris, le fond image Radar sur les zones non inondées.

radarsat2_australia.jpgCarte des zones inondées produite à partir d’images Radarsat-2 acquises pour la Charte internationale
Espace et catastrophes majeures pour le compte de Emergency Management Australia et de l'état du Queensland en Australie. Crédit image : MacDonald Dettweiler and Associates Ltd, 2010.
Agence Spatiale Canadienne (CSA)

 

Résolution, fauchée, bandes spectrales, capteur actif ou passif : quel compromis pour la gestion des crises et l’observation de la terre ?

Comme pour les appareils photo numériques, c’est souvent la résolution des capteurs des satellites qui retient l’attention. Beaucoup d’autres caractéristiques doivent rentrer en ligne de compte avant d’acheter un appareil : la sensibilité et le rapport signal sur bruit à haute sensibilité, la taille du capteur, le rendu des couleurs, etc.

Pour les satellites, c’est similaire : la résolution des images n’est pas le seul critère de choix. Augmenter la résolution signifie également réduire la fauchée, un peu comme avec un téléobjectif qui produit des photographies sur un champ plus étroit. Geoeye-1 acquiert, en visée verticale, des images d’une résolution de 41 cm mais qui ne couvrent qu’une zone de 15 km de largeur (ce qu’on appelle la « fauchée » ou « swath » en anglais). Pour des vues très détaillées sur une zone urbaine précise, comme après le tremblement de terre en Haïti en janvier 2010, c’est une bonne solution. C’est ce type d’image que fournira bientôt le satellite Pléiades. Par contre, pour cartographier l’impact d’un évènement affectant une grande surface, comme un feu de forêt important ou les dégâts d’une tempête, un satellite comme Spot 5 avec ses 2,5 mètres de résolution et sa fauchée de 60 km est très performant.

Pour un satellite optique, il faut également prendre en compte les caractéristiques spectrales du capteur, panchromatique ou multi-spectral, avec ou sans infra-rouge moyen ou infra-rouge thermique. Les photo-interprètes militaires sont formés pour travailler avec des images panchromatiques qui correspondent souvent à la meilleure résolution du satellite. Pour la caractérisation de l’état de la végétation, comme en agriculture de précision, les spécialistes exploitent les différences de comportement de l’objet observé dans les différentes longueurs d’onde.

Enfin lorsqu’on souhaite s’affranchir de la couverture nuageuse, comme ici dans le cas d’inondations liées à des pluies durant plusieurs jours ou pour travailler dans des régions où la couverture nuageuse est dense, ou encore pour acquérir des images sans dépendre de l’éclairage du soleil, ce sont les satellites actifs, les satellites radar qui sont la solution idéale : il émettent eux-mêmes le faisceau d’ondes électromagnétiques qui « éclaire » la zone observée. L’image est formée selon l’intensité du signal réfléchi différemment par les éléments de cette scène. Dans le cas du radar, la « phase », le décalage entre le signal incident et le signal réfléchi constitue une information supplémentaire.

Pour la gestion des catastrophes naturelles, il y a une contrainte supplémentaire : être capable de fournir aux équipes de secours une information extraite d’une image acquise le plus vite possible après l’évènement. On choisit le satellite et ses caractéristiques selon le type de désastre. On le choisit également en fonction de son orbite, si elle lui permet de passer très rapidement au-dessus de la zone touchée. C’est pour cette raison qu’on met en œuvre de manière coordonnée plusieurs satellites avec des orbites décalées. C’est donc une mise en commun de plusieurs ressources satellites que cherchent à obtenir les systèmes d’acquisition d’images (on parle d’imagerie réactive) appliqués à la gestion des catastrophes, comme la charte internationale « Espace et catastrophes majeures » ou le mécanisme « GMES data access » géré par l’Agence Spatiale Européenne (ESA) pour le compte de la Commission Européenne.

 

En savoir plus :


Suggestions d’utilisations pédagogiques en classe :

  • Exercice de cartographie rapide sur la zone de l’aéroport de Rockhampton. Je recommande d’utiliser les images dans leur format original en pleine résolution. Il faut également les rendre superposables : on peut le faire assez facilement, avec le logiciel Gimp par exemple, en extrayant de la zone la plus large une sous-image ayant la même emprise que l’image la plus petite et en ajustant l’échelle.

 

 

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4 janvier 2011 2 04 /01 /janvier /2011 19:37

Les précipitations qui touchent l'Australie depuis la fin décembre ont provoqué des inondations sans précédent depuis un demi-siècle en Australie, dans la région du Queensland. 200.000 personnes réparties sur un territoire grand comme la France et l'Allemagne réunies sont touchées. La ville de Rockhampton est pratiquement isolée du monde.

Même si le ciel reste nuageux, des images satellites acquises récemment (le 2 janvier) permettent de se faire une idée de la situation quand on les compare à des images acquises avant les pluies (j'ai mis ici une image du mois de septembre 2010) et qui servent de référence.

 

ENVISAT - RR - Australie - 12-09-2010 - 23h34Extrait d'une image de la région du Queensland acquise le 12 septembre 2010 à 23h26 UTC par
le capteur MERIS du satellite européen Envisat. Crédit image : Agence Spatiale Européenne (ESA)

 

ENVISAT - RR- Australie - 02-01-2011 - 23h34Extrait d'une image de la région du Queensland acquise le 2 janvier 2010 à 23h34 UTC par le capteur
MERIS du satellite européen Envisat. Crédit image : Agence Spatiale Européenne (ESA)

 

Un désastre de "proportion biblique"

C'est Andrew Fraser, le trésorier de l'état du Queensland, qui a utilisé cette expression à propos des inondations dans la nord-est de l'Australie : "In many ways, the flooding is a disaster of biblical proportions"

Il est frappant de voir les traces marrons sur l'image du 2 janvier : ce sont les cours d'eau chargés d'eaux boueuses qu'on discerne à peine sur l'image de septembre. On voit également nettement l'embouchure en aval de Rockhampton.

Les deux extraits ci-dessus sont en résolution réduite. J'ai également extrait deux zones plus réduites centrées sur la zone de Rockhampton, la plus touchée par les inondations. A nouveau, il y a les deux mêmes images acquises avant et après les inondations. J'ai ajouté une copie d'écran de Google Earth pour vous aider à localiser les principales zones habitées sur les images.

 

ENVISAT---Australie---Rockhampton---12-09-2010---23h26.jpgExtrait centré sur Rockhampton à partir d'une image acquise le 12 septembre 2010 à 23h26 UTC par
le capteur MERIS du satellite européen Envisat. Crédit image : Agence Spatiale Européenne (ESA)

 

ENVISAT---Australie---Rockhampton---02-01-2011---23h34.jpgExtrait centré sur Rockhampton à partir d'une image acquise le 2 janvier 2010 à 23h34 UTC par
le capteur MERIS du satellite européen Envisat. Crédit image : Agence Spatiale Européenne (ESA)

 

Etonnant ou inquiétant, compte tenu de l'inondation, on distingue sur les deux images mais c'est plus net sur l'image de réference du mois de septembre, des tâches de couleur orange vif : ce sont les bassins de résidus d'extraction de l'aluminium de l'usine de Gladstone que j'ai déjà évoquée dans un article sur la coulée de boues rouges de l'usine de Kolontar en Hongrie.

 

Google-Earth---Rockhampton.jpg

Copie d'écran obtenue à partir de Google Earth. Crédit image : Google Earth

 

Activation de la charte internationale "Espace et catastrophes majeures"

La charte internationale "Espace et catastrophes majeures" a été activée le lundi 3 janvier par l'USGS (US Geological Survey) pour le compte de l'autorité australienne de gestion des urgences (Emergency Management Australia). C'est Geoscience Australia qui gère cette activation (rôle dit de "Project Management" ou PM Charte).

Je n'ai pas encore vu de produits publiés au titre de cette activation.

 

 

En savoir plus :


Suggestions d'utilisations pédagogiques en classe :

  • Exercices de cartographie rapide en utilisant des images avant et après la crise, comme les deux exemples ci-dessus. La présence des nuages compliquent le travail. Intéressant : en classe de manière collective, avec un videoprojecteur sur lequel on affiche les deux images. Ensemble, les élèves essaient de détourer le mieux possible les zones inondées.
  • De manière complémentaire, en s'appuyant sur Google earth ou sur un atlas papier, positionner sur l'images les principaux cours d'eau, les villes et les lieux intéressants : on crée ainsi une carte de référence à partir d'images spatiales.
  • Voir également les autres suggestions dans les articles sur la gestion des risques et des catastrophes naturelles.

 

 

 


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5 décembre 2010 7 05 /12 /décembre /2010 23:20

L’incendie qui faisait rage depuis vendredi en Israël à proximité de la ville d’Haïfa a été maîtrisé dimanche. Les flammes ont tué 41 personnes, parcouru 5000 hectares et cinq millions d'arbres auraient brûlé. Dans le premier article sur cette catastrophe, j’indiquais que le service européen GMES SAFER avait été activé par la charte internationale « Espace et catastrophes majeures », elle même déclenchée par le Direction de la Sécurité Civile Française.


La cartographie rapide : une des missions du service GMES de réponse aux situations d'urgence

C’est dans le cadre du service européen GMES SAFER, dont les opérations sont dirigées par Spot Image (filiale d’Astrium Services) que le SERTIT, une équipe française de l’Université de Strasbourg, spécialiste de la cartographie rapide, a produit les premières cartes détaillées à partir d’images satellites.

Comme souvent dans ce type de crise, deux types de cartes ont été fournis :

  • Des cartes de référence, qui décrivent la situation avant la catastrophe, facilitent le déploiement des moyens de secours mis en œuvre et identifient les enjeux, dans ce cas les zones boisées, mais également les villes, les villages et l’habitat isolé. La première illustration ci-dessous est une carte de référence produite par le SERTIT à partir d’une image d’archive du satellite Spot 5. Cette carte a été livrée le 4 décembre à 13 heures.
  • Des cartes délimitant les zones brûlées ou parcourues par l’incendie. Ces cartes servent pendant les opérations de secours mais également après lorsque le moment est venu de faire un inventaire détaillé des dégâts. Les deuxièmes et troisièmes images sont deux cartes de dégâts mises à disposition des utilisateurs le samedi 4 décembre entre 22 et 23 heures.

SERTIT CHARTE 346 SAFER GERS070 P03 Israel Haifa referenceCarte de référence produite par le SERTIT dans le cadre du service européen GMES SAFER à la
demande de la Charte Internationale « Espace et catastrophes majeures ». L’échelle de la carte est de 1/12500. La carte est construite à partir d’une image à 2,5 mètres de résolution acquise par le satellite
Spot 5 le 25 décembre 2009 et de données vectorielles provenant de la société ESRI. On peut noter l'importance des surfaces boisées et on voit en particulier la prison Damon : 37 des 42 victimes sont
des gardiens de prison qui étaient venus pour transférer les prisonniers. Crédit image : SERTIT
(Université de Strasbourg). Image source : Copyright CNES - Distribution Spot Image.

 

Dans le cas de l’incendie d’Israël, les deux types de cartes ont été produits en urgence, la carte de dégâts étant la plus délicate puisqu’il faut également programmer les satellites pour acquérir des images pendant ou après l’incendie. Pour le feu du mont Carmel, c’est le satellite allemand Rapid Eye qui a été utilisé. Les mécanismes d’acquisition d’images, que ce soit la charte internationale « Espace et catastrophes majeures « ou le service européen GMES (Global Monitoring for Environment and Security), reposent sur la programmation en urgence d’une flotte de satellites optiques ou radar. Cette formule, qui met à contribution des satellites européens (comme la famille Spot, TerraSAR-X, Rapid Eye, Cosmo Skymed, DEIMOS, DMC, Envisat, …) ou d’autres opérateurs de satellites non européens (IRS, Geoye, Radarsat-2). Dans le cas de GMES, c’est l’Agence Spatiale Européenne qui assure la coordination des opérations d’acquisition des images. Le choix du satellite dépend du type de crise : par exemple, les images des satellites optiques sont bien adaptés à la cartographie des zones brûlées alors que dans le cas des inondations, on privilégie souvent les capteurs radar (SAR pour synthetic aperture radar ou, en français, radar à synthèse d’ouverture), à la fois parce que les inondations vont souvent de pair avec une forte couverture nuageuse et parce la signal radar est bien adapté à l’identification des surfaces d’eau. Je donne deux exemples plus loin dans cet article. Le choix des satellites dépend également des orbites respectives des satellites : à caractéristiques similaires, le critère numéro un est la rapidité d'acquisition d'une bonne image.

 

SERTIT CHARTE 346 SAFER GERS070 P04 Israel Haifa crisis map

 

SERTIT CHARTE 346 SAFER GERS070 P05 Israel Haifa crisis mapDeux cartes de dégâts produites par le SERTIT dans le cadre du service européen GMES SAFER à la
demande de la Charte Internationale « Espace et Catastrophes majeures ». L’échelle de la carte du
haut est de 1/25000, en bas de 1/12500. Les deux cartes sont construites à partir d’une image
acquise par le satellite allemand Rapid Eye le 4 décembre 2010. Plusieurs foyers encore actifs le 4
décembre sont visibles. Crédit image : SERTIT (Université de Strasbourg).
Image source : copyright Rapid Eye AG 2010

 

Pour toute la chaîne d’actions entre la demande formulée par les organisations en charge des opérations de secours et la livraison des informations, le mot d’ordre est la rapidité et la réactivité. Par exemple, les équipes du SERTIT sont capables de livrer leurs cartes en quelques heures, après réception des images. Le travail consiste à interpréter visuellement les couleurs de l'image satellite avant et après la crise. Selon les cas, des outils automatiques peuvent faciliter la tâche du photo-interprète.

Pour les cartes de référence, une autre formule consiste à les produire à l’avance sur des zones identifiées comme étant des zones à risques, en Europe (mais on dispose généralement de bonnes cartes) ou plus souvent en dehors de l’Europe, dans les régions soumises à des aléas récurrents comme par exemple, les ouragans (voir la série d’articles sur ce thème) ou les tremblements de terre. En Europe, les cartes de référence peuvent porter sur des « thèmes » particuliers, comme la cartographie détaillée du couvert végétal (dans les zones méditerranéennes affectés par les feux de forêts) ou celle de l’habitat isolée et des zones urbaines en développement. En France par exemple, l’IGN indiquait en 2007 que l’âge moyen de ses fonds cartographiques au 1/25.000 était de 7,2 ans pour un âge maximum de 11 ans. Cette seconde méthode, complémentaire de la cartographie rapide, est utilisée par le service GMES SAFER : une dizaines de sociétés européennes (Spot Image, Infoterra, Metria, Keyobs, etc.) y contribuent. Elles interviennent également dans les évènements de longue durée comme c’est malheureusement souvent le cas pour les crises humanitaires.

 

Ailleurs en Europe, les inondations liées aux intempéries : Bretagne, Cherbourg et Cotentin. Les équipes GMES SAFER mobilisées sur plusieurs fronts.

En France, la fonte de la neige du début de semaine entraîne des inondations dans plusieurs régions, en particulier en Bretagne et en Normandie. De fortes précipitations ont également affecté les pays des Balkans ces derniers jours, provoquant des inondations dans de nombreuses régions, des milliers de personnes ont été forcées d’évacuer leurs habitations.

Dans la semaine pendant laquelle l’incendie en Israël s’est déclaré, le service GMES SAFER de réponse aux situations d’urgence a également été activé à deux reprises pour des inondations en Albanie et en Croatie.

Mettre en place un service opérationnel dont on n’espère n’avoir jamais à ce servir mais qui doit être efficace et réactif, à tout moment, voici le dilemme que doit résoudre les équipes en charge de la réponse aux situations d’urgence dans GMES.

La solution repose sur :

  • L’utilisation d’une « flotte » de satellites d’observation pour maximiser les possibilités d’acquérir très vite une image exploitable.
  • La mise en place de plusieurs équipes capables d’extraire les informations de ces images et réaliser la cartographie rapide, pour faire face à plusieurs crises simultanées ou être capable d’assurer une montée en charge pour les évènements de grande ampleur. Le SERTIT a assuré la production dans le cas de l’incendie d’Israël. C’est le DLR (Agence Spatiale Allemande) qui a produit les deux cartes ci-dessous dans le cas de la Croatie.
  • La coordination opérationnelle du service par une équipe dédiée, appelée « point focal » (focal point), qui assure la relation avec le ou les utilisateurs (pour les évènements importants, comme par exemple le tremblement de terre en Haïti en janvier 2010 ou les inondations au Pakistan pendant l’été 2010, deux, trois ou même quatre organisations différentes peuvent solliciter le service GMES), qui gère l’interface avec les fournisseurs d’images satellite et qui coordonne les travaux des équipes de production. Cette séparation fonctionnelle entre les équipe de production et les

Toutes ces composantes du service GMES travaillent en astreinte et assurent une disponibilité 7 jours sur 7 et 24 heures sur 24. Deux ingénieurs de la société Spot Image (Astrium Services) ont joué ce rôle pour l’incendie en Israël, d’une part, et les inondations en Croatie et en Albanie, d’autre part.

 

DLR 20101202 croatia metkovic flood disaster extent low

DLR 20101202 croatia perusicj flood disaster extent lowInondations dans les villes de Metkovic et Perusic en Croatie à cause de la crue de la rivière Neretva.
Deux cartes des zones inondées produite par le DLR dans le cadre du service européen GMES SAFER.
Les zones inondées sont délimitée par une méthode semi-automatique à partir d'une image radar
Cosmo Skymed acquise le 3 décembre. L'image de référence est une image Spot 5 du 24 juin 2007.
Crédit image : DLR.

 

En savoir plus :


Suggestions d'utilisations pédagogiques en classe :

  • Eudier le "cartouche" des cartes présentées ici et comprendre la signification des différents éléments : échelle, source de données, légende, etc. 
  • En utilisant la carte de référence et les cartes des dégâts produites par le SERTIT, estimer la surface parcourue par le feu. Attention à prendre en compte les échelles des cartes.
  • Voir également les suggestions sur les autres articles sur le thème des catastrophes naturelles sur le blog Un autre regard sur la Terre.

 

 

 

 

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4 décembre 2010 6 04 /12 /décembre /2010 10:31

 

L'incendie du mont Carmen près d'Haïfa en Israël, le plus meurtrier de l´histoire du pays (41 victimes), était toujours actif samedi 4 décembre au matin. L'appui des moyens aériens de plusieurs pays qui apportent leur assistance devrait permettre de le maîtriser.

Voici, sans davantage de commentaire, une nouvelle image acquise le 4 décembre à 7h37 UTC par le satellite européen Envisat. Je vous renvoie à l'article publié hier pour avoir davantage de détails sur ces images et le rôle des satellites d'observation en support aux secours et aux services de sécurité civile dans  les situations d'urgence.

 

ENVISAT---Israel---Extrait---04-12-2010---7h37.jpgExtrait d'une scène acquise par le capteur MERIS du satellite européen ENVISAT. Image acquise
le 4 décembre 2010 à 7h37 UTC. Crédit image : Agence Spatiale Européenne (ESA). Note : un léger
rehaussement de contraste à été appliqué à l'image originale par Planète Sciences Midi-Pyrénées.
Cliquer sur l'image pour la voir en pleine résolution.

 

En savoir plus :

 

Suggestions d'utilisations pédagogiques en classe :

  • En utilisant les images mises quotidiennement en ligne sur le site MIRAVI de l'Agence Spatiale Européenne, suivre les grands évènements visibles depuis l'espace. Questionnement et hypothèses sur les caractéristiques des phénomènes observés (direction du vent, évolution sur plusieurs jours, etc.)

 

 

 

 

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3 décembre 2010 5 03 /12 /décembre /2010 14:55

Dans la matinée du vendredi 3 décembre, l’incendie n’était toujours pas maîtrisé, comme en témoigne cette image satellite acquise par le satellite européen Envisat le jour même à 8h14 UTC. La végétation très sèche et le vent favorisent sa propagation.

 

ENVISAT - Israel - 03-12-2010 - 8h14

Extrait d'une scène acquise par le satellite européen ENVISAT le vendredi 3 décembre à 8h14 UTC.
Cliquer sur l'image pour la voir en pleine résolution (envrion 250 mètres) . Il s'agit du capteur MERIS
et la combinaison de bandes
a été choisie pour restituer des couleurs dires "naturelles", similaires
à ce que verrait l'oeil d'un astronaute
en orbite (l'orbite de l'astronaute, pas celle de l'oeil).
Crédit image : Agence Spatiale Européenne (ESA).
Extraction et rehaussement de contraste par Planète
Sciences Midi-Pyrénées

 

Alors que l’Europe vit un « froid polaire », les températures enregistrées en Israël sont plus élevées que la normale. Les précipitations pour le mois de novembre 2010 sont les plus faibles depuis 60 ans. La zone touchée est la forêt du mont Carmel, près du port de Haïfa. Comme d’autres pays, la France apporte son assistance en envoyant des avions et du matériel de lutte contre les incendies.

Sur l'image du haut, la ville d'Haïfa se repère avec le décrochement sur la côte, juste au niveau du départ du panache de fumée. On reconnaît au nord le lac de Tibériade et au sud, la mer morte, avec ses deux parties. Les digues et les nuances de couleur de l'eau permettent de voir les salines dans la partie sud. La mer morte est le point le plus bas  à la surface du globe terrestre : près de 420 mètres sous le niveau de la mer (c'est étonnant  une mer sous le niveau de la mer...)

Entre le lac de Tibériade et la mer morte, on distingue le cours du Jourdain, en provenance du Liban et qui coule du nord au sud. Avec un peu d'attention, on peut voir les zones agricoles irriguées de part et d'autre de ses rives. Les tâches circulaires des dispositifs d'irrigation rotatifs sont difficilement visibles à cette résolution mais on les voit nettement sur des images du satellite Spot par exemple. Comme pour la mer d'Aral qui a fait l'objet d'un quiz récent, l'irrigation et les captages pour l'eau potable ont considérablement réduit le débit d'eau dans la mer morte. Sa surface et son niveau ont fortement baissé. A terme, il y a même un risque pour le Jourdain lui-même.

 

imageEnlargedIMAGE2_3D_merm.jpg Mer-Morte--SPOTDEM---Spot-Image.jpg

A gauche, image de la mer morte vue par le satellite Spot "drapée" sur un modèle numérique de terrain.
A droite, le produit SPOT DEM utilisé pour construire les représentations en relief : le modèle numérique
de terrain, fabriqué grâce aux capacités de vision stéréo de Spot 5, est représenté ici avec un code
couleur qui dépend de l'altitude (teintes dites hypsométriques). Copyright CNES / Distribution Spot image.

 

ENVISAT - Israel - 03-12-2010 - 8h14

Autre extrait de la même scèneacquise par le satellite européen ENVISAT le vendredi 3 décembre à
8h14 UTC.
Crédit image : Agence Spatiale Européenne (ESA).
Extraction
et rehaussement de contraste par Planète Sciences Midi-Pyrénées

 

Sur ce deuxième extrait, la résolution d'origine a été réduite mais l'image couvre désormais l'ensemble de la région. Les lecteurs du blog Un autre regard sur la Terre sont maintenant familier avec le ruban vert du Nil et son delta qui contrastent avec le reste de l'Egypte. On recoonaît également les deux oreilles de lapin de la mer rouge. La mesure des nuances de la couleur de l'eau, spectaculaires à certains endroits de la côte est une des missions principales du capteur MERIS Au nord, une partie de Chypre est également visible.

 

Le rôle des satellites d'observations dans la gestion des risques et des catastrophes naturelles : 

Les images ENVISAT présentées ici jouent surtout un rôle de prise de conscience de l'importance de l'incendie. Le satellites d'observation sont utilisés très fréquemment pour apporter des informations beaucoup plus opérationnels, au service des organisations et des équipes participant au secours.

Plusieurs articles du blog Un autre regard sur la Terre ont déjà été consacrés à cette utilisation de l'espace en support à la gestion des crises et des situations d'urgence et au programme européen GMES (Global Monitoring for Environment and Security) que l'Europe développe actuellement.  Des suggestions d'utilisations pédagogiques en classe sont proposées dans ces articles. Dans le cas des incendies, ce sont des exercices autour de la détection de changement entre deux images et de ce qu'on appelle la cartographie rapide qui sont le plus adapté.

Concernant l'incendie en Israël, la Direction de la Sécurité Civile française, qui fournirtdes moyens aériens  à l'état d'Israël, a activé un mécanisme appelé "Charte internationale risques et catastrophes majeures". Ce mécanisme a lui-même fait appel au service européen GMES SAFER pour la production de cartes délimitant les contours de l'incendie. Les opérations de SAFER sont pilotées par Astrium Services et , pour cette crise, c'est le SERTIT (une équipe spécialisée de l'Université de Strasbourg) qui réalise la cartographie rapide. Je donnerai quelques explications sur les produits réalisés dès qu'ils seront rendus publics.

 

En savoir plus :

 

 


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15 novembre 2010 1 15 /11 /novembre /2010 22:10

Depuis son entrée en éruption le 26 octobre, le volcan Merapi a tué au moins 259 personnes. Des nouveaux corps sont découverts au fur et à mesure dans les habitations recouvertes par les cendres. Jusqu’à 400.000 personnes ont été hébergées dans les centres d’accueil.

Le volcan reste menaçant malgré une baisse apparente de l’activité éruptive. Les vulcanologues et les services de sécurité civile maintiennent un niveau d’alerte élevée, même si le périmètre interdit a été réduit. Des habitants commencent à retourner chez eux. La réouverture éventuelle de l'aéroport de Yogyakarta sera décidée aujourd’hui par le ministère des transports.

 

Merapi---ENVISAT---15-11-2010---02h37.jpgSur l’île de Java en Indonésie, le mont Merapi et le panache de fumée vu par le satellite
européen ENVISAT le 15 novembre 2010 à 2h37 UTC. Crédit image : Agence Spatiale Européenne (ESA).

 

Des images acquises récemment par les satellites optiques :

En juin 2006, l’éruption avait été suivie jour par jour par le satellite Formosat-2. En 2010, la couverture nuageuse a beaucoup compliqué l’acquisition des images par les satellites optiques. Depuis fin octobre, en consultant le site MODIS rapid response de la NASA, on peut constater sur les images acquises par les satellites Terra et Aqua que l’île de Java est sous les nuages. Ce n’est qu’à partir du 10 novembre que la situation s’améliore et que l’acquisition d’images optiques devient possible.

 

MERAPI---MODIS---Aqua---11-11-2010---06h20.jpg MERAPI---MODIS---Aqua---12-11-2010---02h35.jpg

Deux extraits d’images acquises par le capteur MODIS du satellite américain Aqua. A gauche, image du 11 novembre 2010. A droite, image du 12 novembre 2010. Crédit image : NASA/GSFC, MODIS Rapid Response

 

Entretemps, par exemple pour l’activation du service européen GMES SAFER le 28 octobre, à l’exception des images d’archive qui servent de référence, ce sont essentiellement les satellites RADAR, qui peuvent acquérir des images à travers les nuages, qui ont été utilisés : Au titre du programme GMES, Radarsat-2 et Cosmo-Skymed ont été programmés pour acquérir des images entre le 30 octobre et le 8 novembre.

L’analyse des images Radar donne des informations sur la déformation du volcan et les coulées de lave. Des résultats obtenus par le laboratoire italien INGV (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Institut National de Geophysique et de Vulcanologie) dans le cadre du projet GMES SAFER sont présentés à la fin de cet article.

L’image optique reste très utile pour cartographier de manière détaillée les surfaces touchées par les cendres volcaniques. Les images présentées ci-dessous ont été acquises le 11 novembre par le satellite WorldView-2 de la société DigitalGlobe.

Les deux images du haut, en couleurs naturelles, montrent l’évolution entre une image de référence qui date du 6 septembre 2006 et une image acquise le 11 novembre 2010. En bas, les images couvrent une des zones touchées par les cendres volcaniques, à gauche en couleurs naturelles, à droite avec un canal dans le proche infrarouge. Sur cette dernière représentation colorée, la végétation active apparaît en rouge, la végétation brûlée ou couverte de cendres est grise ou noire. Pour l'anecdote, la partie au sud de ces images, partiellement touchée est un parcours de golf dont on reconnaît facilement la structure.

Enfin, la dernière image est un détail d’une zone habitée touchée par les cendres.

 

indonesia_mt_merapi_tcovbfr_sept6_2006_dg.jpg indonesia_mt_merapi_tcov_nov11_2010_dg.jpg

Deux images en couleurs naturelles publiées par DigitalGlobe, avant et après l’éruption du Mérapi. A gauche, image acquise le 6 septembre 2006. A droite, image acquise le 11 novembre 2010.
Crédit image : DigitalGlobe.

 

Merapi---Digital-Globe---11-11-2010.jpg Merapi---Digital-Globe---11-11-2010---IR.jpg 

Comparaison entre une représentation en couleurs naturelles et une représentation avec le canal proche infrarouge. Images acquises le 11 novembre 2010 par le satellite WorldView-2.
Le nord correspond au haut de l’image. Crédit image : Digitalglobe.

 

Merapi---Extrait-analyse-DigitalGlobe---11-11-2010.jpgExtrait d’un image DigitalGlobe montrant une zone habitée touchée par les pluies de cendres.
Image acquise le 11 novembre 2010. Crédit image : DigitalGlobe.

 

Je vous invite également à consulter les photographies prises sur place publiées par le site Big Picture du Boston Globe. Attention, certaines de cess images sont très dures… En les voyant, je mes suis dit qu’elles devaient donner une idée de ce que les habitants de Pompéi avaient vécu, ensevelis sous une pluie de cendres, au moment de l’éruption du Vésuve en août 79 (au début du premier millénaire). La destruction de la ville de Pompéi a été décrite par Pline le Jeune dans deux lettres adressées à Tacite. Il y a quelques jours, l’effondrement d’un édifice antique de Pompéi, la "Maison des gladiateurs", à lancé une polémique en Italie sur la négligence du gouvernement, la mauvaise gestion du site et le manque de crédits.

 

Les résultats obtenus par le programme GMES SAFER sur le volcan Merapi :

Le service GMES SAFER est actuellement mis en œuvre dans le cadre d’un projet d’une durée de trois ans, coordonné par Spot image et associant plus de cinquante partenaires européens (sociétés de services, équipes de recherche, etc.)

Le volet opérationnel du service SAFER consiste, en cas de crise ou de catastrophe naturelle, à fournir en urgence aux services de protection civile et aux organisations participant à l’aide humanitaires, deux types d’informations :

  • Des cartes de référence, décrivant la situation avant la crise et destinées à aider au déploiement des moyens de secours.
  • Des cartes d’évaluation des dommages, décrivant le mieux possible l’étendue des dégâts causés par la catastrophe.

Ces produits d’information sont dits « génériques » : même si leur élaboration demande une bonne connaissance de chacun des types de risques (feux, inondations, tremblement  de terre, etc.), leur forme est identique, avec en particulier une cartographie de l’emprise de la zone affectée (zone brûlée, zone inondée, zone urbaine touchée par un séisme, etc.)

A côté de ce volet opérationnel, avec des équipes fonctionnant en astreinte 7 jours sur 7 et 24 heures sur 24, un important effort de recherche est développement est consacré à la mise au point de produits dits « spécialisés », apportant des informations complémentaires spécifiques dépendant du type de risque rencontré.

Les illustrations suivantes montrent le travail effectué dans ce contexte par les partenaires scientifiques du projet SAFER. Il s’agit d’une collaboration entre l’Institut National de Géophysique et de Vulcanologie (INGV), l’Institut Norvégien de Recherche Atmosphérique (NILU) et la société suisse Gamma Remote Sensing spécialisée en interférommétrie.

Nous présentons ici deux exemples d’informations produites :

  • L’analyse des déformations du sommet du volcan à partir d’images radar acquises avant et après l’éruption : la rupture au sommet est clairement visible. La composition colorée entre les images avant et après l’éruption permet de mesurer un déplacement maximal d’environ 120 mètres. La position du bord avant éruption est représentée en bleu, après éruption en rouge. Sur le flanc sud du volcan, les zones en rouge matérialisent des déformations importantes. Les images utilisées ici sont deux images acquises par le satellite Radarsat-2
  • La modélisation de la dispersion du nuage de cendres après l’éruption du 26 octobre. C’est une information qui intéresse beaucoup les services de la navigation aérienne (souvenez-vous de l’épisode du volcan islandais en avril 2010 qui, au moment des départs pour les vacances de Pâques, avait fortement perturbé les liaisons aériennes en Europe). Dans ce cas, la contribution de l’observation de la terre est limitée à la fourniture du modèle numérique de terrain et à la carte d’occupation des sols. Le plus important est le modèle de propogation, dans ce cas un modèle appelé VOL-CALPUFF, alimenté par des données de prévision météo (direction et vitesse du vent). La principale incertitude provient de la connaissance réelle de la production de cendres, la date de démarrage et la durée, la taille des particules émises. Dans cette illustration, le modèle donne une concentration négligeable donne une concentration négligeable au dessus de 2000 mètres d’altitude. Personnellement, ce résultat m’étonne un peu… En juin 1982, un Boeing 747 de la compagnie British Airways qui volait au-dessus de Java, en Indonésie, avait frôlé la catastrophe lorsque, à 12 300 mètres d'altitude, ses 4 réacteurs ont cessé un à un de fonctionner : le volcan Galunggung était entré en éruption quelques heures plus tôt et des concentrations importantes de poussière volcanique avaient envahi la haute atmosphère.
PRE-ERUPTION_SAR.jpg POST-ERUPTION_SAR.jpg RGB_composite.jpg

Deux images radarsat-2 acquises le 6 et le 30 octobre 2010 et composition colorée des deux images
mettant en évidence les changements entre les deux dates. Cliquer sur les images pour les agrandir.
Crédit image : Radarsat / INGV.

 

Merapi---modelisation-dispersion---27-10-2010.jpgModélisation de la concentration en cendres (en g/m3) en fonction de l’altitude
(ASL : above sea level, au-dessus du niveau de la mer).
Crédit image : projet GMES SAFER / INGV / WP30200

 

Pour mémoire, depuis le 20 septembre 2010, le niveau d’alerte pour le Merapi était le niveau 2 sur une échelle de 1 à 4 (parfois 5 pour certains pays). Entre la fin du mois de septembre et le 20 octobre, Le centre indonésien d’Etude des Risques Volcaniques et Géologiques (CVGHM) mesurait une inflation du dôme de lave de 6 mm par jour. Le 21 octobre, la vitesse est passée à 10,5 cm par jour puis à 42 cm par jour le 24 octobre. Simultanément, depuis le 22 octobre, la sismicité volcanique et la fréquence des coulées de lave et des « plumes » augmentaient.

Le 25 octobre, le gouvernement indonésien a élèvé l'alerte au niveau 4 (éruption imminente) et décidé l’évacuation des habitants des villages dans un rayon de 10 kilomètres autour du volcan, soit environ 19.000 personnes. Le mardi 26 octobre, le volcan Merapi entrait en éruption…

 

 

Sources utilisées :

  • Images et dossier préparé par Digitalglobe sur l’éruption du Merapi.
  • Présentation des résultats du service GMES SAFER préparée par INGV.
  • Discussions avec l’équipe Spot Image du service GMES SAFER.
  • Le site MODIS rapid response de la NASA pour les images des satellites Aqua et Terra.
  • Le site MIRAVI pour les images du satellite Envisat de l'Agence Spatiale Européenne.

 

En savoir plus :

 

Suggestions d'utilisations pédagogiques en classe :

 

 

 

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5 novembre 2010 5 05 /11 /novembre /2010 17:37

Tous les services de secours et de protection civile sont en alerte à cause de la tempête tropicale Tomas qui menace Haïti. Vendredi, le centre national des ouragans des Etats-Unis à Miami (NHC) a passé Tomas en ouragan de catégorie 1 sur l’échelle de Saffir-Simpson, avec des vents de 135 km/h. Le niveau d’intensité le plus bas ? Oui, mais menaçant un pays très sévèrement touché en janvier 2010 par un tremblement de terre de forte intensité (magnitude 7,3 sur l'échelle de Richter) et, dix mois après, toujours très vulnérable. Une situation qui illustre malheureusement qu’un niveau de risque est évalué en prenant en compte d’une part un alea (l’ouragan Tomas) et d’autre part une vulnérabilité. C’est cette vulnérabilité qui inquiète l’état haïtien et les organisations internationales. Le risque d’inondations et de glissement de terrain est élevé.

 

rgb-l.jpg

GOES---5-11-2010---15h45.jpgExtrait d'une image du satelle geostationnaire GOES acquise le vendredi 5 novembre 2010 à 13h45 puis à 15h45 UTC. Crédit image : NOAA

 

144115W5 NL smPrévision d'évolution de la trajectoire de l'ouragan Tomas publiée par le NHC (National Hurricane Centre)
Crédit image : NHC

 

Mobilisation des satellites d'observation : le service GMES SAFER activé

Jeudi soir, vers 21h00 heure française, le service européen GMES SAFER de gestion des crises a été activé. Les ouragans sont un des cas où il est possible d’anticiper un événement météorologique extrême. Cette activation précoce va normalement réduire les délais d’acquisition des images. Plusieurs satellites d’observation sont mobilisés.

 

Evacuer les camps de réfugiés : plus de maisons, plus de tentes ?

A Port-au-Prince, des centaines de milliers de personnes refusent de quitter les camps de tentes dans lesquels ils vivent depuis le tremblement de terre. Certains de ces campements sont situés en zone inondable. Les réfugiés qui ont déjà vécu des expulsions forcées craignent de perdre leur abri de fortune.

Au sud de l’île, la ville de Léogane, détruite à 90 pour cent par le tremblement de terre du 12 janvier 2010, est inondée.

 

Tremblement de terre, ouragan et choléra

Au même moment, les services médicaux et les secouristes continuent de lutter contre l'épidémie de choléra sur le terrain. Jeudi, le dernier bilan officiel décomptait 7000 cas et 440 décès.

 

En savoir plus :

 

Suggestions d'utilisations pédagogiques en classe :

  • Travail bibliographique ou dossier personnel sur Haïti et les catastrophes naturelles récentes depuis 2000 : réalisation de cartes des zones affectées, analyse des types de catastrophes et travail sur les impacts.
  • Création d'une carte représentant la trajectoire des principaux ouragans de la saison 2010 depuis leur formation jusqu'à leur disparition : Alex, Bonnie, Colin, Danielle, Earl, Fiona, Gaston, Hermine, Igor, Julia, Karl, Lisa, Matthew, Nicole, Otto, Paula, Richard, Shary, Tomas. Hypothèses et questionnement sur les origines météorologiques. Utiliser par exemple sous Google Earth les fichiers kmz (cliquer ici pour voir le cas de Karl) archivés sur le site du NHC (National Hurricane Center).
  • En informatique, pour ceux tentés de s'amuser avec Google Earth, découvrir la structure des fichiers kmz et kml et créer un fichier complet avec une animation temporelle... Rappel : pour utiliser Google Earth, installer d'abord le logiciel à télécharger ici. Utile mais en anglais, une foire aux questions (FAQ) sur le format kml.
  • Travail en classe sur les ouragans, les cyclones et les tempêtes tropicales : voir les suggestions sur les autres articles du blog Un autre regard sur la Terre.
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  • : Les satellites d'observation de la Terre au service de l'environnement : images et exemples dans les domaines de l'environnement, la gestion des risques, l'agriculture et la changement climatique. Et aussi, un peu d'espace et d'astronomie, chaque fois que cela suscite questions et curiosité...
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A Propos De L'auteur

  • Gédéon
  • Ingénieur dans le domaine de l'observation de la Terre.
Bénévole de l'association Planète Sciences Midi-Pyrénées
  • Ingénieur dans le domaine de l'observation de la Terre. Bénévole de l'association Planète Sciences Midi-Pyrénées

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