VeRSUS: Open-Vent Volcano Remote Sensing Monitoring Using Spaceborne Imagery

Le projet VeRSUS (2019-2021) vise à explorer et à développer la capacité de nouveaux capteurs satellitaires à fournir des informations quantitatives complémentaires sur la dynamique des lacs de lave persistants. Les études de cas de VeRSUS concernent les volcans Kilauea (Hawaii, USA), Nyiragongo et Nyamulagira (RDC). Le projet est financé par le Bureau de la politique scientifique belge (BELSPO) dans le cadre du programme STEREO-III (contrat n° SR/00/382). Le projet est coordonné par le MRAC, en collaboration avec l'Institut royal d'aéronomie spatiale de Belgique (BIRA-IASB), le Centre Européen de Géodynamique et de Sismologie (ECGS, Luxembourg) et l'U.S. Geological Survey (USGS, U.S.A.).

OBJECTIF

Les éruptions volcaniques représentent une menace pour les populations vivant à proximité des volcans actifs. La recherche axée sur les processus volcaniques menant à une éruption est donc cruciale. La meilleure façon d'aborder ce type de recherche est d'adopter des approches interdisciplinaires reposant sur l'exploitation synergique d'ensembles de données d'observation provenant d'instruments terrestres et de capteurs satellites, notamment pour les volcans actifs éloignés et peu surveillés. Il n'existe actuellement aucune mission satellitaire dédiée uniquement à la surveillance de l'activité volcanique. Cependant, la nouvelle génération de satellites et de capteurs avec une sensibilité et des résolutions spatiales et temporelles améliorées change la donne pour la surveillance des volcans depuis l'espace, et beaucoup reste à faire et à explorer.

Dans le projet mère RESIST (2014-2019, programme STEREO-III), nous avons développé de nouveaux outils de télédétection qui ont été utilisés pour étudier l'activité éruptive des volcans Virunga (Est de la R.D. Congo). Les résultats ont montré une perspective prometteuse pour étudier davantage les lacs de lave persistants en utilisant la télédétection par satellite, en particulier avec les nouvelles générations de satellites et de capteurs. Dans le projet VeRSUS, nous souhaitons profiter de ces perspectives ouvertes et les compléter avec d'autres approches de télédétection des volcans, afin d'améliorer l'étude des lacs de lave persistants et, par conséquent, des processus magmatiques.

Cet objectif principal peut être divisé en deux objectifs spécifiques:

1. Explorer et développer la capacité des nouveaux capteurs satellitaires à fournir des informations quantitatives complémentaires sur la dynamique des lacs de lave persistants;
2. Mieux comprendre les mécanismes à l'origine des variations de l'activité des lacs de lave.

ZONES D'ETUDE

METHODE

Dans VeRSUS, nous souhaitons profiter des nouveaux développements du projet mère RESIST et des perspectives qu'ils offrent, en appliquant toutes les principales techniques de télédétection volcanique existantes à la nouvelle génération d'images satellites, afin d'étudier la dynamique des lacs de lave persistants. Ainsi, nous combinerons l'interférométrie SAR, les mesures innovantes du niveau des lacs de lave par le SAR-ombre, la télédétection thermique à l'aide de différents types de satellites, l'estimation des flux de gaz SO2 à l'aide du nouveau capteur TROPOMI embarqué à bord de Sentinel-5 Precursor, et l'observation quotidienne à hebdomadaire à l'aide des nouvelles générations de satellites optiques à haute résolution spatiale. Les résultats de la télédétection seront corrélés avec les mesures au sol afin d'améliorer l'interprétation de l'activité des lacs de lave.

En termes d'imagerie satellitaire, nous utiliserons principalement l'imagerie actuellement disponible à faible coût pour la recherche scientifique, comme les constellations Sentinel de l'ESA Copernicus, ainsi que les données Suomi NPP VIIRS, Landsat 8 OLI, PlanetScope, Pléiades et COSMO-SkyMed.

Résultats scientifiques attendus

• Plusieurs articles scientifiques dans des revues internationales à comité de lecture.
• Description quantitative de l'activité éruptive persistante
• Amélioration de l'interprétation de la dynamique des lacs de lave persistants et des processus magmatiques associés.

Pertinence sociétale

• Amélioration de la télédétection par satellite des volcans actifs et dangereux.
• Connaissances et outils clés pour utiliser les lacs de lave persistants comme outil de surveillance des volcans et d'alerte précoce des éruptions

Produits et services attendus

• Séries chronologiques de déformation du sol, mesures du niveau des lacs de lave, anomalies thermiques et flux de chaleur radiative, et émissions de SO2 au-dessus des lacs de lave persistants (au moins Nyiragongo, Nyamulagira et Kīlauea).
• Évaluation des principales capacités de télédétection par satellite des instruments embarqués à bord des satellites et des constellations de satellites

CONSORTIUM

Pour plus d'information sur VeRSUS, visitez les pages internet VeRSUS.

Description du projet également disponible sur le site internet de l'AfricaMuseum.