des édifices volcaniques grâce aux données MSG

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1 Développement d'un outil de surveillance en temps réel r des édifices volcaniques grâce aux données MSG Vers un service d'observation à l'observatoire de Physique du Globe de Clermont-Fd P. Labazuy (1), J.-C. Bergès (2), A. Mouraud (1) Photo : Ph. Mairine (1) UMR Magmas et Volcans, OPGC CNRS IRD Univ. B. Pascal, Cl-Fd (2) UMR PRODIG, Univ. Paris 1, Paris IV, Paris 7, EPHE Colloque "MSG, un nouvel instrument de suivi de l'environnement", Dijon, septembre 2007

2 Contexte scientifique Signal thermique des volcans : paramètre mesurable localisation, T, E thermique, débit des coulées de lave actives, Techniques satellitaires dans l'infrarouge : Etude et surveillance de l'activité volcanique Véritables moyens opérationnels de surveillance projet MODVOLC : (Wright et al, 2004) MODIS Projet ModVolc ASTER Projet MyVol Projet de portée internationale, émergent à l'opgc Collaborations engagées : Univ. Calabre (F. Ferrucci, B. Hirn) GDR MSG-ATR Objectif : initiation et développement d'un pôle de surveillance thermique des volcans 2

3 Objectifs du projet Nombreux capteurs et satellites actuellement opérationnels : Landsat, NOAA et SPOT4 ET 5, MSG, ASTER, MODIS, MERIS Approche optimisée Utilisation conjointe de données très fréquentes, très faible résolution : fréquentes, basse résolution spatiale : intermédiaires : peu fréquentes, haute résolution spatiale : MSG (3km, 15') MODIS (1km, 1-2 j.) MERIS (300m, 3 j.) ASTER (90m, 16 j.) Larges gammes spectrales, résolutions spatiales et temporelles variées Surveillance-Alarme de l'activité volcanique Cartographie précise des coulées de lave 3

4 Groupe De Recherche Météosat Seconde Génération -Acquisition en Temps Réel Thème 1 : Systèmes et méthode de traitement des images MSG responsables: J.-C. Bergès (Paris 1, PRODIG), T. Corpetti (COSTEL) Thème 2 : Climat et Précipitations responsables: P. Camberlin (CRC), I. Jobard (IPSL/LMD) Thème 3 : Etude des surfaces continentales et littorales responsables: J.P. Deroin (G2I), B. Lacaze (PRODIG) Thème 4 : Impacts du Climat sur la santé et l'agriculture responsables: B. Sultan (LOCEAN), N. Fourquet (Paris 7, PRODIG) Thème 5 : Risques Naturels responsables: B. Deffontaines (G2I), P. Labazuy (LMV, OPGC) Surveillance de l'activité volcanique : OPGC GDR MSG ATR Dans le cadre du GDR : accès temps réel aux données MSG de la station de réception (Pôle Image, Univ. Paris 7) + projet station de réception OPGC (2008) 4

5 GDR MSG ATR Utilisation des données MSG vers une surveillance thermique temps réel? Etape 1 Test et validation des données Automatisation du traitement Automatisation de la détection Zoom sur la zone du active au Karthala Extrait MSG en fausse couleur du 27/05/06, canal 12 µm. A. Mouraud, Master 2 Recherche,

6 Procédures d'acquisition Satellite MSG Station d acquisition Rapatriement des données 2 procédures d extraction de données (J.C Bergès) Procédure «msgserie» acquisition de scènes MSG Données visuelles localisation des anomalies thermiques Procédure «volcan» acquisition de séries chronologiques de température/radiance. Données quantitatives évolution temporelle de la température /radiance Dates 25/12/05 0:00 25/12/05 0:30 25/12/05 1:00 25/12/05 1:30 25/12/05 2:00 Piton de la Fournaise Etna Unités : K x 100 6

7 Tests ~ Validation (1) Piton de la Fournaise, Réunion Période éruptive, fin décembre 2005: évolution de la température 1/ Augmentation de la T àpartir du 26/12 en fin de soirée : fissure éruptive sous le flanc NE 2/ Pic de température le 28/12 : coulée à 3 km de la RN2 3/ Diminution de la température Vers le 29-30/12 : coulées figées à 2 km de la RN2 Données terrain : OVPF (IPG Paris) SP: Signal Périodique 7

8 Tests ~ Validation (1) Piton de la Fournaise, Réunion Détection des anomalies thermiques durant la période éruptive Haute répétitivité : probabilité de signal en période nuageuse 8

9 Tests ~ Validation (2) Eruption du Karthala Grandes Comores, mai 2006 Volcan situé sur l île des Grandes Comores Océan Indien, NW de Madagascar Détection temps quasi-réel d une augmentation de température le 28/05/06 à 18h30 locales (15h30 GMT) grâce aux données MSG D: Début éruption 9

10 Comparaison MODIS et GVN Tests ~ Validation Premières informations média - D après les sources des journaux locaux, début de l éruption le 28/05/06 en fin de journée - Détection d'un panache rougeâtre depuis Moroni Détection MODIS Anomalies thermiques à partir du 28/05/06 à 20:15 Réseaux d'information : Global Volcanism Network (GVN) Début du trémor (début de l éruption) le 28/05 à 21:07 et détection d un panache de SO2 10

11 Tests ~ Validation (2) Eruption du Karthala, Grandes Comores, mai 2006 Début éruption le 28/05/06, 18:00 ~ 18:30 Extraits de scènes MSG, dans le canal à 12 µm, de l'anomalie thermique liée à l'éruption de mai 2006 Validation directe par visualisation des scènes MSG 11

12 Tests ~ Validation (2) Eruption du Karthala, Grandes Comores, mai 2006 Anomalie thermique au Karthala mise en évidence par le pixel rouge : lac de lave actif Présence d'un panache de cendres et de gaz, émis par l éruption, qui se propage vers le NW 12

13 Facteurs limitants Détection des anomalies thermiques Résolution spatiale 3 km au nadir et environ 6 km à la Réunion. Amélioration des procédures Température procédure «volcan» = température moyenne sur 9 pixels 13

14 Conclusions La détection de l éruption au Karthala démontre l efficacité MSG dans un but d alerte en temps réel Changements de température nettement marqués entre période d activité et période de repos (Piton de la Fournaise, fin décembre 2005) malgré l impact du cycle diurne et la faible résolution spatiale Perspectives - collaborations Amélioration des algorithmes d extraction MSG Calabre: automatisation de la localisation et détermination des paramètres éruptifs (ASTER) Utilisation des données MODIS? Installation d une station d acquisition à l OPGC en 2008? 14