Pendant ces dix dernières années, les lancements successifs de satellites pour l´observation de la Terre dotés de capteurs SAR (Synthetic Aperture Radar) ont permis de montrer son fort potentiel, car ces systèmes sont capables de couvrir de vastes régions avec une résolution élevée, ce qui représente un avantage pour le suivi terrain. Cette thèse propose d’élargir les applications conventionnelles, en s’occupant d´investiguer le potentiel et les limites de l’interférométrie SAR pour la mesure de la déformation du terrain dans la région amazonienne, qui n’a pas encore été étudiée dans ce cadre spécifique. L´application consiste à estimer le déplacement de la surface de la Terre sur la zone urbaine de Manaus, la plus grande ville de l'État d'Amazonas au Brésil, qui représente un site important pour l'exploration pétrolière et gazière et pour le transport. Ce site est entouré par des écosystèmes fragiles, qui le rendent très sensible à la présence de l'industrie pétrolière. Dans ce contexte, une compréhension de la dynamique temporelle et de la distribution spatiale des phénomènes de néotectonique est fondamentale pour la définition de bonnes pratiques de gestion de l'environnement. Au niveau méthodologique, afin de lever les principales difficultés rencontrées pour l’application de l’interférométrie différentielle sur une pile de données Radarsat-1, une stratégie multi-échelles et “model free”, basée sur l´information de déformation non-linéaire au cours du temps est adoptée avec succès. La caractéristique essentielle de cette procédure est la séparation du signal de phase en différentes échelles spatiales pour simplifier la séparation des trois composantes de phase (topographie, atmosphère et déplacement). Cela conduit à une plus grande robustesse et permet l'inversion de composantes de phase pour les petites piles d’images. Au niveau géophysique, l’application de l’interférométrie à l’étude du déplacement du terrain est réalisée pour la première fois sur le milieu de l´Amazonie, en complétant les études de géologie structurale antérieures basées sur les mesures issues de la corrélation des images optiques et les mesures de terrain. En complément des connaissances antérieures, la présente étude apporte une information précise sur l'hypothèse de mouvements de la croûte récents liés aux activités néotectoniques du bassin de l'Amazonie. Les résultats indiquent une zone de mouvement de la croûte adjacente à une structure de drainage circulaire dans la ville de Manaus. Les images Radarsat-1 et 2 acquises sur cette région apportent une meilleure compréhension des activités géologiques et du mouvement de la croûte dans le bassin de l'Amazonie. / During the past decade, successive satellites launches for Earth observation with SAR (Synthetic Aperture Radar) sensors onboard have shown its potential, once these systems are able to cover large areas with high resolution, which represents an advantage for surface monitoring. The mass of data generated has enabled the development of radar interferometry and its relevance to the study of small deformations in urban areas or in fault zones, showing that the technique was able to focus on different spatial scales of deformation, as well as temporal scales ranging from a few weeks to more than a decade. Usually, these types of applications have been limited to non-equatorial regions of the world due to the presence of atmospheric disturbances that affect the radar signal. Given the large size and the remote location of tropical basins such as the Amazon, satellite observations remain as a viable approach to validate existing geophysical models. In this context, this thesis proposes to extend conventional applications, taking care to investigate the potential and limitations of SAR interferometry for the measurement of ground deformation in the Amazon region, not yet studied in this specific context. The research aim is to estimate the displacement at the surface of the Earth on the urban area of Manaus, the largest city in the state of Amazonas in Brazil, which is an important site for oil and gas exploration and the transport. This site is surrounded by fragile ecosystems, which make it very sensitive to the presence of the oil industry. Considering this, an understanding of the temporal dynamics and spatial distribution of neotectonic phenomena is fundamental to the development of best practice environmental management. At the methodological level, to overcome the major challenges of the application of differential interferometry on the data stack Radarsat-1, a multi-scale and "model free" strategy, based on the information of a non-linear deformation over time is passed successfully. The essential feature of this process is the separation of the phase signal into small and large scale spatial contributions to simplify the separation of the three phase components (topography, atmosphere and movement). This leads to a more robust processing and allows the phase component inversion for small piles of images. In the geophysical level, the application of interferometry to investigate the ground movement is performed for the first time in the middle of the Amazon, complementing previous studies of structural geology based on measurements from the correlation of optical images and field measurements. In addition to prior knowledge, this study provides accurate information on the hypothesis of recent crustal movements associated with neotectonic activities of the Amazon basin. The results indicate a range of motion of the adjacent crust structure circular drainage in the city of Manaus. The Radarsat-1 and 2 acquired in this region provide a better understanding of geological activity and crustal movement in the Amazon basin.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2013GRENA019 |
| Date | 27 September 2013 |
| Creators | Ledo Gonçalves Ramos, Fernanda |
| Contributors | Grenoble, Universidade federal do Rio de Janeiro, Trouvé, Emmanuel, Evsukoff, Alexandre Gonçalves, Miranda, Fernando Pellon de |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French, Portuguese |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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