La Terre vue comme jamais

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décembre 2008
Nasa/Planétarium Espace des sciences

On ne présente plus le GPS.
Mais saviez-vous qu’il peut aussi détecter des mouvements infimes de la croûte terrestre ?

« Nous parlons de terre ferme, pourtant le sol bouge en permanence, affirme Olivier Dauteuil, tectonicien au laboratoire Géosciences du Caren(1). À Lorient, par exemple, la croûte terrestre se soulève de 6cm à marée montante, et descend d’autant lorsque la marée baisse. L’amplitude est encore plus forte du côté de Brest ! » Nous ne percevons pas ces variations car elles s’opèrent de façon très régulière sur l’ensemble de la plaque eurasienne. Pour les capter, la cartographie de terrain ne peut rien, il est nécessaire de prendre un peu de recul. C’est le cas des satellites du système GPS(2), qui, perchés à
20 000 km d’altitude, localisent notamment nos voitures sur les routes du monde.

L’eau souterraine déplace le sol

Pour Olivier Dauteuil, le GPS est un outil indispensable pour observer l’effet des eaux souterraines sur les déplacements du sol. En 2003, il a placé trois récepteurs à Ploemeur, près de Lorient, au-dessus d’une réserve d’eau naturelle située en profondeur, un aquifère. « Nous cherchons à comprendre comment cet aquifère influe sur les mouvements de la croûte terrestre. Car le sol se déplace en fonction des saisons et de la hauteur d’eau présente dans cette cuve. Il peut y avoir 2 cm d’écart entre hiver et été. » Ces variations ne sont pas régulières. Dernièrement, l’équipe a constaté des différences d’une année sur l’autre, même si le remplissage de la nappe phréatique est identique. Surprenant aussi, le temps de latence entre l’infiltration de l’eau et la réponse du sol.

Une précision de 3 mm

Mesurer des déplacements aussi infimes nécessite de gros moyens. Les chercheurs du Caren profitent des satellites de la constellation GPS qui se succèdent au-dessus de la côte morbihannaise. « Nous faisons une moyenne journalière des mesures sur chacun des sites. » Cette multiplication des données permet d’éliminer le bruit (les erreurs de mesure s’effacent sur une moyenne) et offre une grande précision : 5 mm en vertical, 3 en horizontal. « Après une étape de traitement du signal, nous pouvons repérer et éliminer les troubles dus à certains facteurs météo et même séparer les différents processus à l’origine de la déformation. »

Des phénomènes méconnus

La part des marées dans cette déformation est plutôt bien connue. Mais l’hydrologie ou la tectonique des plaques, à l’origine des séismes, sont des phénomènes pour lesquels il n’existe pas de modèles précis. Dans la région de Meknès, au Maroc, où l’équipe d’Olivier Dauteuil a installé d’autres récepteurs GPS, l’aquifère étudié est situé dans une zone stable mais à distance idéale du Nord Maghreb, région soumise à de très forts séismes. « Ici nous sommes à 200 km de la zone touchée, précise Frédérique Moreau, responsable du projet Egide Maroc. Nous espérons obtenir des informations concernant l’effet lointain des séismes sur la déformation de la croûte terrestre. » Même si, pour l’instant, aucun tremblement de terre ne s’est déclenché depuis la pose des GPS il y a un an.

La Bretagne quadrillée

L’imagerie satellite est devenue une des méthodes de base pour la cartographie, depuis ses débuts dans les années 80. Outre les déformations, elle permet d’explorer des zones jusqu’alors difficilement accessibles.
« On gagne en efficacité, renchérit Olivier Dauteuil. On peut par exemple repérer facilement les zones qui mériteront un examen plus détaillé sur le terrain. » Pour affiner ses recherches, l’équipe du Caren espère pouvoir poser d’autres GPS du côté de Mur-de-Bretagne. « Avec les GPS privés tels que ceux de l’aéroport de Rennes ou du Shom(3) à Brest, nous pourrions quadriller toute la Bretagne. »

Observer la Terre : un marché de masse

L’observation de la Terre va devenir un marché de masse. Pour y répondre, les ingénieurs du service prospective du Cnes(4) ont eu l’idée du projet e-Corce(5). Son concept : dépasser les services actuels de type “Google Earth” dont la résolution est variable et les mises à jour irrégulières, en proposant chaque semaine une image de la Terre dans son intégralité, en bonne résolution. Un service qui nécessite un transfert colossal de données. Pour y arriver les images transmises par les treize satellites seront allégées jusqu’au seuil de compression psychovisuel, c’est-à-dire invisible pour l’œil de l’internaute.

La fragmentation de l’information vers les stations de traitement au sol (une technologie développée dans le domaine des télécoms mais peu utilisée dans le spatial) sera également mise à profit. Mais il faudra attendre 2014 pour découvrir ce nouveau visage de la Terre car le projet, protégé par quatre brevets, nécessite 400 millions d’euros et attend encore que des industriels soient séduits.

Nathalie BLANC
Renseignements : 
www.cnes.fr

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Céline Duguey

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