Compensation de délai de phase atmosphèrique en interférométrie radar et inversion de vitesses tectoniques »

devant le jury: Didier MASSONNET ................ rapporteur Christophe VIGNY ................ rapporteur Jean-Bernard de CHABALIER ...... examinateur Jean-Marie NICOLAS .............. examinateur Jean-Philippe AVOUAC ............ directeur de thèse Rémi Michel .................. co-directeur de thèse Résumé: Cette étude propose un filtre de la composante troposphérique en interférométrie différentielle d'images satellites radar (DInSAR) et une méthode d'exploitation de séries d'interférogrammes pour l'étude des déformations tectoniques lentes (inter et post sismiques). La contribution cohérente de l'atmosphère et le bruit résultant de la perte de cohérence temporelle sont deux limites majeures de l'interférométrie. La composante atmosphérique est variable spatialement et temporellement et son amplitude de l'ordre du signal tectonique. Le délai atmosphérique est la somme du délai ionosphérique, qui n'a pas été étudié dans cette thèse, et du délai troposphérique. Le délai troposphérique radar dépend des pressions totale et partielle en vapeur d'eau, de la température, du contenu en eau des nuages et des précipitations. Il est estimé grâce au modèle météorologique méso-échelle MM5. Dans le cas des images ENVISAT/ASAR, nous exploitons également des images multispectrales ENVISAT/MERIS acquises simultanément aux images ASAR. Ces images fournissent une estimée du contenu total en vapeur d'eau de l'atmosphère, exploitée conjointement aux simulations MM5 pour calculer le délai troposphérique. Testé sur un ensemble d'interférogrammes, le filtre atmosphérique proposé est plus performant que ceux fondés sur des modèles statiques de l'atmosphère et le signal atmosphérique est réduit de 43% en moyenne. Le deuxième volet concerne l'exploitation de séries d'interférogrammes pour l'estimation des paramètres tectoniques. Des études précédentes exploitent des séries déroulées ainsi que des séries enroulées mais restreintes à des zones peu étendues et de très bonne cohérence ; c'est le cas de la méthode des diffuseurs permanents. Nous généralisons ces méthodes au cas des déformations spatialement étendues caractéristiques des déformations tectoniques. A partir du graphe des dates reliées par des interférogrammes, la phase propre enroulée est estimée pour chaque date relativement à une même date de référence. Les paramètres du modèle tectonique sont ensuite inversés dans le plan complexe à partir de l'ensemble des mesures. Les méthodes ont été appliquées à des séries inter-sismique (10 ans pour le cas du Liban, vitesse de déformation constante), post-sismique (2 ans pour le séisme de Bam, Iran, 2003, vitesse de déformation exponentiellement décroissante) et le filtre météorologique a permis une comparaison de corrections atmosphériques en GPS (données GPS continues du LDG au Népal). La vitesse de déformation intersismique au Liban est inférieure au seuil de détection d'environ 1 à 2 millimètres par an, le temps de relaxation postsismique pour Bam est d'environ 229 jours (rapport signal sur bruit égal à 7) et l'estimation des distances entre stations GPS dépend pour moins d'une fraction de centimètre du modèle atmosphérique.