Premier champ de vitesses des Alpes occidentales obtenu par imagerie satellitaire

© Sarah Del Ben Wiltouch Fondation UGA
Les acquisitions satellitaires permettent d’imager la surface de la terre afin de mieux comprendre les phénomènes naturels qui s’y produisent. Les mesures d’interférométrie radar (InSAR) permettent plus particulièrement d’observer les déplacements de la surface terrestre entre deux passages du satellite. De telles observations à l’échelle de la totalité de l’arc alpin occidental constituent une première dans une région montagneuse comme les Alpes.

L’interférométrie radar satellitaire (InSAR) a été utilisée pour la toute première fois pour établir des variations spatiales de l’ordre du millimètre par an au sein du champ de vitesses des Alpes occidentales. De telles observations constituent une première dans une région montagneuse comme les Alpes.

Il est en effet particulièrement difficile d’y obtenir un signal clair en raison des conditions climatiques (végétation, neige) et de la topographie. Cette étude a pu être réalisée d’une part grâce au satellite Sentinel-1, lancé en 2014 par l’Agence Spatiale Européenne et présentant une fréquence d’acquisition d’une semaine, et d’autre part grâce à une chaîne de traitement développée par le l’Institut des Sciences de la Terre (ISTERRE - UGA, CNRS, USMB, IRD, Univ. Gustave Eiffel) [1] et adaptée aux spécificités de la zone. L’évolution temporelle des mouvements verticaux dans les Alpes occidentales a ainsi pu être reconstituée afin d’estimer les vitesses de surrection de cette région avec une résolution spatiale inégalée à ce jour.

Les résultats, validés par leur comparaison avec les données GNSS localement, montrent un maximum de surrection de 2.5 mm/an dans le nord de la zone (Figure ci-dessous). Ils permettent en outre d’obtenir pour la première fois une vision continue de la déformation au sein de la chaîne, révélant une surrection différentielle des massifs cristallins externes de 0.7 à 2.5 mm/an. Ces variations spatiales apparaissent cohérentes avec celles des taux d’exhumation déduits des données thermo-chronologiques court-terme ainsi qu’avec celles de plusieurs modèles de déglaciation. Ces résultats permettent de mieux comprendre les processus géologiques liés à l’évolution actuelle de la chaîne alpine, mais créent également un précédent dans l’application de cette méthode à des régions de très faible déformation.
La carte des vitesses obtenues par InSAR (vitesses positives en direction du satellite, en rouge) révèle des variations de vitesse de l’ordre du mm/an entre les différents massifs des Alpes occidentales, jusqu’ici invisibles avec des données GNSS seules.© ISTerre

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Référence

Mathey, M., Doin, M.-P., André, P., Walpersdorf, A., Baize, S., & Sue, C. (2022). Spatial heterogeneity of uplift pattern in the Western European Alps revealed by InSAR time-series analysis. Geophysical Research Letters, 49, e2021GL095744.

Contact scientifique local

 Marguerite Mathey, Institut de physique du globe de Paris (IPGP), anciennement à ISTerre / OSUG
 Marie-Pierre Doin, chercheuse CNRS au laboratoire ISTerre / OSUG

Cet article a été publié initialement publié par le CNRS

[1Un laboratoire membre de l’Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble

Mis à jour le 7 octobre 2022