DesertSAR : l’histoire du Désert du Namib révélée par télédétection radar

Figure 1 : Zone d’étude dans le Désert du Namib, autour du centre de recherche de Gobabeb. L’image Google Earth est en haut et l’image radar ALOS est en bas, les anciens chenaux hydrographiques détectés grâce au radar sont tracés en bleu.

La mission Earth Explorer BIOMASS de l’ESA sera lancée en 2021. Elle embarquera le premier radar spatial en bande P (435 MHz) et a pour objectif principal la cartographie de la biomasse terrestre, notamment tropicale. En plus de l’objectif principal de la mission, des objectifs secondaires ont été définis : reconstruction du relief sous la végétation, suivi des glaciers antarctiques, cartographie des déserts. Philippe Paillou est membre du groupe de mission BIOMASS et chargé des objectifs secondaires, notamment l’étude des déserts. Le radar basse fréquence étant capable de pénétrer plusieurs mètres de sable, il permet d’imager la subsurface des régions arides et de révéler d’anciennes structures hydrographiques. C’est ainsi que des données radar du satellite japonais ALOS ont permis la découverte d’un ancien fleuve de la taille du Nil en Libye, le paléo-fleuve de Kufrah, et de confirmer l’existence du méga-fleuve de Tamanrasett en Mauritanie. Le radar imageur à basse fréquence est non seulement un outil performant pour cartographier la paléo-hydrographie en zone désertique, mais il fournit en plus des informations utiles pour la détection des aquifères fossiles, dans des régions où la ressource en eau est un réel problème.

Dans le but de préparer la mission BIOMASS, l’ESA finance une campagne radar aéroportée sur un site désertique : la campagne DesertSAR, dont le responsable scientifique est Philippe Paillou. Les objectifs de cette campagne sont 1) la validation des produits radar pour l’imagerie de structures de subsurface, 2) la comparaison des performances de différentes bandes de fréquence, 3) la validation de l’utilisation de zones désertiques pour la calibration de l’instrument. Philippe Paillou et Sylvia Lopez sont chargés de l’organisation de la campagne, du choix des sites d’études, des acquisitions des données terrain, et de l’interprétation des données radar. Nous avons retenu un site situé dans le sud-ouest de la Namibie, qui abrite un des déserts les plus anciens au monde, le Désert du Namib. La zone d’expérimentation, localisée autour du centre de recherche sur les déserts de Gobabeb, a été reconnu en janvier 2018 et une collaboration a été mise en place avec les chercheurs locaux.

Figure 2 : Calcul du nuage de points pour le modèle 3D à partir des acquisitions drone. Dune du Pilat, octobre 2018.

La campagne DesertSAR sera ainsi l’opportunité de lancer un programme d’étude du Désert du Namib sur le long terme, en coopération avec les collègues namibiens. Nous avons sélectionné trois sites d’étude présentant des caractéristiques géologiques différentes, et tous très riches en structures de subsurface, notamment des paléo-chenaux d’anciennes rivières (cf. Figure 1). Deux missions terrain de longue durée (3 semaines) auront lieu en Namibie en avril et septembre 2019. La première mission a pour objectifs l’acquisition de données géo-radar, la réalisation d’une cartographie topographique à haute résolution à l’aide de drones (cf. Figure 2), et la mesure des propriétés électriques des matériaux constituant le sol et le sous-sol. La seconde mission, qui sera concomitante aux acquisitions radar aéroportées, sera dédiée à des mesures de diffusiométrie micro-ondes des sols. Pendant cette seconde mission, des images radar seront acquises par le système aéroporté F-SAR du DLR (agence spatiale allemande).

Contact au LAB : Philippe Paillou et Sylvia Lopez, équipe Atmosphères et surfaces planétaires (ASP)

Pour en savoir plus :  Site web décrivant les activités radar de l’équipe ASP du LAB :  http://saharasar.obs.u-bordeaux1.fr/