La NASA ne se consacre pas uniquement à l’exploration de l’espace. Elle s’intéresse aussi à notre bonne vieille Terre. Entre juillet et novembre 2009, Jonathan Normand, étudiant à la maîtrise en géographie, a effectué un stage de recherche au Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, situé à Pasadena, pour étudier les mouvements sismiques de la croûte terrestre dans la partie centrale de la Californie.
Les travaux de cet étudiant s’inscrivent dans un programme de recherche visant à quantifier les déplacements de la faille de San Andreas. Situé à la jonction des plaques tectoniques du Pacifique et de l’Amérique, ce système de failles est l’un des phénomènes géologiques les plus étudiés au monde. La faille de San Andreas, dont les multiples segments s’étendent sur environ 1 300 km de long et 140 km de large, a provoqué par le passé d’importants séismes en Californie, notamment dans la région de San Francisco.
«Le sol bouge constamment, même après un tremblement de terre, souligne Jonathan Normand. Un séisme est le fruit d’un processus extrêmement complexe. C’est comme un ressort qui se relâche, une boule de stress qui finit par éclater.» L’étude à laquelle il a participé a permis de montrer, entre autres, que les importantes extractions d’eau et de pétrole dans la vallée centrale de la Californie contribuent à l’affaissement d’une partie des sols, causant probablement une source de stress supplémentaire pour l’écorce terrestre.
Ausculter les mouvements du sol
Le directeur de mémoire du jeune chercheur est le professeur Claude Codjia, un spécialiste de la télédétection. Ce champ de recherche désigne l’acquisition à distance d’informations sur un phénomène donné dans l’environnement, au moyen d’instruments comme les radars, les lasers, les sonars et les sismographes. «Au cours de mon stage, j’ai eu la chance de côtoyer certains des meilleurs spécialistes dans ce domaine, car le JPL est considéré comme l’un des berceaux de la télédétection», dit Jonathan Normand.
Pour ses recherches, il a utilisé la technologie de l’interférométrie radar qui, à partir d’images satellites acquises à des moments différents, permet d’ausculter les variations topographiques pouvant affecter des infrastructures. La combinaison des données recueillies offre une carte détaillée contenant des informations sur le relief du sol et sur ses mouvements, d’une amplitude aussi faible qu’un centimètre.
Affaissements à Montréal
Dans le cadre de son mémoire, l’apprenti chercheur compte utiliser à nouveau des images radar satellitaires à haute résolution spatiale afin de mesurer et de caractériser le phénomène d’affaissement du sol sur l’île de Montréal, ainsi que ses impacts sur de grandes infrastructures : ponts, viaducs, immeubles.
«Non seulement y a-t-il des failles dans le sous-sol de Montréal, rappelle Jonathan Normand, mais les sols argileux dans certains quartiers de la ville, comme celui du Plateau Mont-Royal, ainsi que l’expansion de roches pyriteuses et leur oxydation affectent le cadre bâti. C’est pourquoi le Service des infrastructures, transport et environnement de Montréal a manifesté un intérêt pour mon projet.»
L’étudiant se servira notamment des images de RADARSAT-2, le satellite radar canadien de deuxième génération qui fournit des images de la Terre facilitant la surveillance environnementale et les activités de cartographie.
«L’expérience à la NASA a été passionnante et me motive à poursuivre mon projet de mémoire, dit Jonathan Normand. Je repars en Californie l’été prochain pour compléter mes travaux.»