L'interférométrie SAR (InSAR) est une technologie spatiale de télédétection micro-ondes permettant la reconstruction topographique et le suivi des déformations de surface par analyse d'images radar complexes. Depuis son application planétaire dans les années 1970, elle est devenue incontournable pour : alerte aux risques géologiques, surveillance des affaissements urbains et analyse des mouvements glaciaires. Ses avantages clés incluent :
- 🌍 Capacité de surveillance continue
Pénétration des nuages/obscurité grâce aux ondes micro-ondes
- 📏 Précision millimétrique
Résolution sub-métrique en élévation et millimétrique en déformation
- 🛰️ Couverture étendue
Emprises de centaines de km² par acquisition satellitaire
Interférométrie de phase et traitement des données
Différence de phase et inversion des déformations
L'InSAR extrait des informations de déformation en comparant la différence de phase entre deux observations radar dans la même zone. Le chemin de propagation des faisceaux radar peut subir de petites modifications en raison de variations de l'élévation du sol ou de déplacements, entraînant des différences de phase dans le signal de retour. L'interprétation des données est réalisée par les étapes suivantes :
- Alignement des images (précision sous-pixel)
Alignement précis des pixels avec une erreur contrôlée sous le pixel.
- Génération d'interférogramme
Multiplication des images complexes pour produire des interférogrammes.
- Déroulage de phase
Élimination de l'ambiguïté cyclique de la phase.
- Calcul des déformations
Conversion des différences de phase en déplacements via les paramètres orbitaux.
Contraintes des bases temporelles et spatiales
- Base temporelle
C-band (ex. Sentinel-1) : intervalles <84 jours pour les déformations rapides (séismes). L-band (ALOS-2) : intervalles >360 jours pour les mouvements tectoniques lents.
- Base spatiale
Distance orbitale verticale <300 m pour la C-band. Correction des bruits par optimisation d'orbite.
- Évolution des techniques InSAR temporelles
D-InSAR traditionnel sensible au bruit atmosphérique. Les techniques temporelles (20-100 images) isolent les tendances long terme.
- PS-InSAR (Diffuseurs Permanents)
Surveillance des structures stables (bâtiments, ponts).
- SBAS-InSAR (Ensembles de Petites Bases)
Améliore la cohérence en zones végétalisées.
- DS-InSAR (Diffuseurs Distribués)
Optimisé pour les terrains complexes.
Applications techniques : des risques géologiques à la sécurité urbaine
Évaluation des risques géologiques
- Surveillance de glissements
Détection précoce du glissement de terrain de Baige (2018) grâce au modèle INV.
- Analyse sismique
Cartographie des déformations cosismiques (ex. séisme de Landers 1992 dans Nature).
Sécurité des infrastructures urbaines
- Contrôle des affaissements
Surveillance à 0,1 mm de l'aéroport de Pékin avec réflecteurs.
- Stabilité des réservoirs
Détection des déformations progressives des barrages.
- Surveillance des tunnels
Cartes de risque pour les métros de Shanghai et Mexico.
Hydrologie et gestion des ressources
- Rebond des nappes phréatiques
Détection des délais de 3-6 mois entre pluies et recharge en Chine du Nord.
- Affaissements pétroliers
Optimisation de la réinjection d'eau via l'InSAR.
L'InSAR offre une résolution spatio-temporelle inégalée pour la surveillance des déformations terrestres, des échelles journalières à décennales.