Tremblement de terre : rôle des SIG et de l

Anaïs FAGUERET
RECHERCHE BIBLIOGRAPHIQUE
Tremblement de terre : rôle des SIG
et de l’imagerie satellitaire
Photo du tremblement de terre de Kobe au Japon le 17 janvier 1995, à 5h46. Un
séisme d’une magnitude de 7,2 a frappé la ville. (source : Euronews – Photo : BBC)

Les catastrophes naturelles sur les zones peuplées de la terre ne cessent
d’augmenter. Ces phénomènes sont à l’origine de multiples pertes matérielles et
humaines. (Leone F., 2007) Pourtant, ce n’est pas nouveau, déjà en 62 ap-JC, la
destruction de la ville de Pompéi fut un bon exemple de l’impact des catastrophes
naturelles sur le mode de vie, l’économie et la vie sociale (Andreau J., 1973) .
« Au moins quatorze tremblements de terre importants de magnitude de 7 et
plus à l’échelle de Richter ont secoué des zones populeuses de 1985 à 2010. Ils ont
provoqué la mort de près de 700 000 êtres humains et entraîné des pertes estimées
à 300 milliards de dollars. » (Comfort L. K. et al., 2010)
Cela illustre bien que les séismes sont responsables de la mort de milliers de
personnes et coûtent des milliards de dollars en pertes et en reconstruction. La
problématique à laquelle on essayera de répondre dans cette bibliographie est la
suivante : Comment l’analyse d l’image satellite peut-elle être utilisée de façon
conjointe aux SIG pour améliorer la gestion post évènement des tremblements
de terre ?
En réponse au tremblement de terre, il est nécessaire de gérer au mieux les
ressources humaines et matérielles. Le tout en prenant les décisions les plus justes
de façon à agir le plus rapidement possible. (Dubois, D., 2014)
Pour répondre à la problématique, nous commencerons par rappeler quelques
notions essentielles à la bonne compréhension du sujet. Puis nous démontrerons
que les SIG peuvent servir à élaborer des scénarios sismiques. Enfin, une dernière
partie sera consacrée au rôle de l’imagerie satellitaire, et comment cette technologie
peut être utilisée pour gérer la catastrophe une fois qu’elle aura eu lieu.

1. NOTIONS ESSENTIELLES
1.1 Qu’est que qu’un tremblement de terre ?
La planète est recouverte de plaques qui s’encastrent les unes dans les autres
à la surface de la terre. Ces plaques constituent l’écorce de la Terre. En dessous de
cette écorce, le magma est en mouvement perpétuel et fait bouger les plaques.
Lorsqu’il y’a collision entre deux plaques, cela provoque des tremblements de terre
plus ou moins important aux niveaux des failles. (Filliat G. et al., 1981) Les failles se
font dans le sol ou en surface. Les vibrations générées dans le sol sont transmises
aux bâtiments. ( Lestuzzi P.et al., 2008) Les dégâts visibles dépendent de l’amplitude,
de la durée et de la fréquence des vibrations.
Quand un séisme se déclenche sous la mer, le mouvement brutal du fond de
l’océan entraine une vague qui vient déferler sur les côtes, c’est ce que l’on appelle
un Tsunami. (Schindelé F. et al., 2006)
L’Asie demeure la région la plus touchée par les tremblements de terre.
Particulièrement le Japon, qui est une des zones les plus sismiques du monde. En
1995, le tremblement de terre de Kobe a détruit 70 000 bâtiments et tué plus de
6 000 personnes (Atsumi T., 2004).
1.2 Système d’Information géographique
Un système d’information géographique (SIG) est un système informatique
permettant à partir de diverses sources, de rassembler et organiser, de gérer,
d’analyser et de combiner, d’élaborer et de présenter des informations localisées
géographiquement. Dans l’optique de contribuer à la gestion de l’espace. (Société
française de photogrammétrie et télédétection, 1989)
Les SIG permettent de structurer l’information géographique, grâce aux
données spatiales organisées en couches et aux données alphanumériques
structurées en base de données. La base de donnée géographique correspond à
l’ensemble des couches superposables porteuses respectivement des informations
suivantes : topographie, routes, hydrographie, végétation, habitat, activités…
L’information dans un SIG peut-être représenté en mode raster ou en mode vecteur.

1.3 L’imagerie satellitaire
Une image satellitaire est prise par un satellite placé en orbite autour de la
terre (LANDSTAR, SPOT). L’image satellitaire est une image numérique, traitée
informatiquement à partir d’onde transmisse par le satellite à l’équipement au sol, soit
par télédétection. L’image numérique est fabriquée par l’assemblage de pixel. Les
données provenant de l’imagerie satellitaire peuvent être analysées visuellement ou
par ordinateur sous forme numérisée. Une fois numérisée ces données peuvent être
intégrées dans un SIG.
2. LES SIG DANS L’ELABORATION DES SCENARIOS SISMIQUES
A l’heure actuelle, il n’est pas possible d’anticiper les tremblements de terre
que ce soit à court ou moyen terme. Grâce aux SIG, il est possible d’élaborer des
scénarios sismiques et de connaître les conséquences à la fois sociologiques et
économiques d’un territoire. De ce fait, au travers du scénario établit, il est possible
d’estimer les dommages et leur répartition dans l’espace. (Chatelain J. L. et al., 1995)
Les cartes de vulnérabilité sismique se font que s’il existe suffisamment
d’informations géographiques de bonne qualité. Tel que les données relatives à la
sismicité historique, à la tectonique régionale ainsi qu’à la prise en compte du
patrimoine bâti exposé aux aléas sismique. (Chatelain J. L., 1994)
L’utilisation des SIG permet de produire des documents d’aide à la décision en
matière d'aménagement du territoire, d'organisation des secours ou d'information
préventive. (Leone F., 2004)

3. L’IMAGERIE SATELLITAIRE
3.1 L’imagerie satellitaire pour la gestion des tremblements de terre
L’analyse d’image peut être utilisée dans la gestion des catastrophes
naturelles, et plus particulièrement lors des tremblements de terre. Depuis
longtemps l’imagerie satellitaire qu’elle soit optique ou radar n’a plus à faire ses
preuve dans la détection des dommages suite à des catastrophes naturelles.
(Guillande R. et al., 1999)
L’imagerie satellitaire est soit en système optique (SPOT, IRS, SAC-C, POES,
GOES et MERIS) soit en radar (ERS, ENVISAT, RADARSTAT). (Allenbach B., 2005)
Analyse visuelle
Les images satellites prises, avant et après la catastrophe, permettent
d’évaluer de manière qualitative les dégâts subis dans certaines zones. La
classification des images permet de rapidement évaluer quelles zones ont été
touchées et celles qui ont été épargnées. Il est possible d’utiliser ces deux
classifications pour lancer une analyse de changement et ainsi identifier les zones
modifiées suite à la catastrophe. Sur cette base, on peut effectuer une analyse
quantitative pour permette de chiffrer les surfaces impactés par le tremblement de
terre.
Le fait de pouvoir quantifier précisément aide à évaluer de manière réaliste
l’étendue des dommages. Plus largement, cela permet de déterminer le réseau des
opérations de restauration qu’il faudra engager par la suite (reconstruction, recherche
scientifique…).
Les logiciels de traitement
Il existe différents logiciels de traitements d’images, tel que ENVI et VOIR. Ce
sont des logiciels qui permettent d’ouvrir et d’analyser les données d’imagerie, tel
que les images multi-spectrales, hyper-spectrales, Lidar, Radar et même les
données d’élévations. (Tonye, E. et al., 2010)
Ils permettent d’exploiter l’information contenue dans l’image en exécutant de
puissants algorithmes sur les différents pixels qui le constitue. Cela permet