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Thèse soutenue

Compensation du délai de phase atmosphérique en interférométrie radar et inversion de vitesses tectoniques

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Auteur / Autrice : Béatrice Puysségur
Direction : Jean-Philippe Avouac
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Géophysique interne
Date : Soutenance en 2006
Etablissement(s) : Institut de physique du globe (Paris ; 1921-....)

Résumé

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Cette étude propose un filtre de la composante troposphérique eninterférométrie différentielle d'images satellites radar (DInSAR) et uneméthode d'exploitation de séries d'interférogrammes pour l'étude desdéformations tectoniques lentes (inter et post sismiques). La contributioncohérente de l'atmosphère et le bruit résultant de la perte de cohérencetemporelle sont deux limites majeures de l'interférométrie. La composanteatmosphérique est variable spatialement et temporellement et son amplitudede l'ordre du signal tectonique. Le délai atmosphérique est la somme dudélai ionosphérique, qui n'a pas été étudié dans cette thèse, et du délaitroposphérique. Le délai troposphérique radar dépend des pressions totale etpartielle en vapeur d'eau, de la température, du contenu en eau des nuageset des précipitations. Il est estimé grâce au modèle météorologiqueméso-échelle MM5. Dans le cas des images ENVISAT/ASAR, nous exploitonségalement des images multispectrales ENVISAT/MERIS acquises simultanémentaux images ASAR. Ces images fournissent une estimée du contenu total envapeur d'eau de l'atmosphère, exploitée conjointement aux simulations MM5pour calculer le délai troposphérique. Testé sur un ensembled'interférogrammes, le filtre atmosphérique proposé est plus performant queceux fondés sur des modèles statiques de l'atmosphère et le signalatmosphérique est réduit de 43% en moyenne. Le deuxième volet concernel'exploitation de séries d'interférogrammes pour l'estimation des paramètrestectoniques. Des études précédentes exploitent des séries déroulées ainsique des séries enroulées mais restreintes à des zones peu étendues et detrès bonne cohérence ; c'est le cas de la méthode des diffuseurs permanents. Nous généralisons ces méthodes au cas des déformations spatialement étenduescaractéristiques des déformations tectoniques. A partir du graphe des datesreliées par des interférogrammes, la phase propre enroulée est estimée pourchaque date relativement à une même date de référence. Les paramètres dumodèle tectonique sont ensuite inversés dans le plan complexe à partir del'ensemble des mesures. Les méthodes ont été appliquées à des sériesinter-sismique (10 ans pour le cas du Liban, vitesse de déformationconstante), post-sismique (2 ans pour le séisme de Bam, Iran, 2003, vitessede déformation exponentiellement décroissante) et le filtre météorologique apermis une comparaison de corrections atmosphériques en GPS (données GPScontinues du LDG au Népal). La vitesse de déformation intersismique au Libanest inférieure au seuil de détection d'environ 1 à 2 millimètres par an, letemps de relaxation postsismique pour Bam est d'environ 229 jours (rapportsignal sur bruit égal à 7) et l'estimation des distances entre stations GPSdépend pour moins d'une fraction de centimètre du modèle atmosphérique