Interférométrie radar

L'interférométrie par radar, terme consacré par l'usage, désigne en réalité une technique de comparaison de la phase entre images radars. En effet, si la création d'une image radar (le traitement de synthèse d'ouverture) peut être considérée comme l'organisation d'une interférence constructive entre les différents échos recueillis, cette comparaison est essentiellement la soustraction des phases de deux images radars préalablement superposées géométriquement, à laquelle on soustraira d'autres éléments systématiques comme l'effet des trajectoires à l'origine des deux prises de vue, la topographie du terrain dans les limites de la connaissance qu'on en a, voire les prédictions de modèles de déformation de subsidence, séismes ou autres. Cette différence, l'interférogramme, est une image de longueurs, puisque la phase est directement reliée à la longueur d'onde utilisée par le radar. Elle est cependant ambiguë car elle ne donne que le reste de toute différence géométrique constatée en aller-retour entre les deux images modulo la longueur d'onde. Le nombre entier de longueurs d'onde présent dans la mesure doit être restitué par d'autres méthodes. Elle est en général précise puisque les conditions de rapport signal à bruit permettent souvent d'apprécier la phase à 10 degrés près, voire mieux, ce qui, selon la longueur d'onde du radar, peut correspondre à des précisions de l'ordre du millimètre.

L‘interférométrie par radar, ou plus simplement interférométrie radar, peut calculer la topographie avec des précisions métriques, voire submétriques et révéler les déformations du sol ou des ouvrages d'art avec des précisions millimétriques. Elle contient également la différence des contributions de la variation de l'épaisseur atmosphérique lors des deux prises de vue, en général considérée comme un artefact plutôt gênant. Ce dernier est potentiellement révélateur de la pression atmosphérique, de la turbulence et du contenu en eau atmosphérique, mais sans aucune discrimination verticale.

L'usage de l'interférométrie radar s'est généralisé lorsque des satellites radars, notamment à partir de la mission ERS-1 (European Remote Sensing 1, lancé en 1991), ont permis d'établir une archive planétaire globale et homogène permettant des comparaisons avant et après un événement. Des missions dédiées, principalement la mission SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) conduite en février 2000, ont permis d'établir une référence mondiale de modèles de terrains de précision moyenne.

La technique est facile à mettre en œuvre et ne comprend que des opérations bien connues (corrélations d'images, ré-échantillonnages, soustractions et combinaisons linéaires) et des simulations géométriques simples destinées à traduire en différence de phase les conditions expérimentales connues telles que la trajectoire des porteurs et la topographie du terrain.

Nous verrons que le déroulement de phase et les autres filtrages appliqués aux interférogrammes ne méritent pas l'importance qui leur a été accordée à l'aube de cette technique.

En revanche, les techniques d'interprétations basées sur les logiques spatiales et temporelles des prises de vue restent primordiales, mais s'acquièrent facilement.

L'interférométrie radar a conquis des domaines d'application de plus en plus variés. Elle peut donner lieu à des réalisations dédiées très performantes, mais reste principalement tributaire de la disponibilité massive et aisée des données produites par les missions spatiales embarquant des radars à synthèse d'ouverture.