Déformation tectonique et volcanique au Guatemala : apport des mesures par interférométrie radar (InSAR) en bande L

Titre : Déformation tectonique et volcanique au Guatemala : apport des mesures par interférométrie radar (InSAR) en bande L

Laboratoire de rattachement : ISTerre

Encadrante : Cécile Lasserre (ISTerre)
Co-Encadrante : Virginie Pinel (ISTerre)
Collaboration : Hélène Lyon-Caen (ENS, Lab. de Géologie, Paris)

Téléphone : 04 76 63 52 07 (Cécile Lasserre)

Mots clés : InSAR, Tectonique, Volcans, Guatemala

Contexte et objectifs de la mission de stage :

Les déformations crustales dans le nord de l’Amérique centrale sont liées à l’interaction complexe entre les plaques Cocos (CO), Caraïbes (CA) et Nord-Amérique (NA). Différents types de structures actives accommodent cette déformation : de grands failles décrochantes sénestres (Polochic et Motagua, 400 km de long) à la limite NA/CA au Guatemala, des grabens au Guatemala et au Honduras, ainsi qu’un arc volcanique associé à la subduction de la plaque CO sous la plaque CA.
Les études GPS et sismologiques que nous avons menées au Guatemala ont permis de quantifier au premier ordre la cinématique et la géométrie des différentes structures. Cependant, la faible densité des stations GPS, dans une région où la déformation localisée sur les failles se combine avec des rotations de blocs et une déformation interne de la plaque Caraïbe, rend difficile l’analyse du partitionnement du glissement le long des différentes structures actives, avec de nombreuses ambiguïtés demeurant dans les modèles cinématiques.
L’objectif du stage est de montrer l’apport de l’interférométrie radar (InSAR) en bande L (données du satellite ALOS-1), en complément du GPS, pour l’étude des déformations d’origine tectonique et volcanique au Guatemala

Le travail se concentrera, dans un premier temps, sur (1) la caractérisation des déformations intersismiques au travers des failles majeures au Guatemala, (2) l’étude de la déformation associée au volcan Pacaya, par interférométrie radar (InSAR). Nous proposons une première analyse des données InSAR acquises par le satellite ALOS-1 en bande L. La bande L devrait être mieux adaptée que la bande C en terme de cohérence dans la zone d’étude, en particulier dans la partie orientale du Guatemala, où le couvert végétal est dense. Les données couvrent les failles de Polochic et Motagua, les grabens de Guatemala city et d’Ipala et une partie de l’arc volcanique au sud. Elles portent sur la période 2006-2011 et devraient être assez nombreuses ( 20 images par scène) pour permettre une analyse des séries temporelles et extraire des cartes de vitesse moyenne au travers des différents systèmes de failles. Pour l’étude du stratovolcan basaltique Pacaya, situé à 25 kilomètres au sud de la ville de Guatemala, nous nous concentrerons sur la période du dernier épisode éruptif de mai 2010. Il s’agira de caractériser les glissements de flanc associés à cet épisode et d’identifier toute déformation pré- ou post-éruptive.
Le traitement des données InSAR se fera avec la chaîne NSBAS que nous avons contribué à développer. Nos méthodes devront être adaptées à l’utilisation des données ALOS-1, avec l’implémentation de corrections des perturbations ionosphériques notamment.
Les données GPS et InSAR seront enfin fusionnées, en exploitant au mieux leurs propres spécificités en terme de résolution spatiale et temporelle, afin d’affiner les modèles de déformation (modèles de blocs ou modèles en éléments finis).

Prérequis : Bonne maîtrise d’Unix, Matlab (ou équivalent) ; goût pour le traitement de données.