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Les tsunamis sont des vagues énormes qui peuvent provoquer des inondations dévastatrices sur la côte. Les satellites altimétriques, en mesurant la hauteur de la mer, peuvent théoriquement détecter les vagues de tsunamis en plein océan.

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Les tsunamis sont des vagues qui ne sont pas induites par le vent mais causées par un séisme sous-marin, des éruptions volcaniques ou un glissement de terrain et capables de se propager très rapidement, sur de très longues distances.

Dans l'océan Indien, où s'est produit le tsunami du 26 décembre 2004 , la plaque tectonique indo-australienne s'enfonce sous la plaque birmane, moins dense. Ces plaques convergent, glissent l'une sous l'autre, se déforment lentement selon un mouvement de subduction de 4-5 cm/an, tout en emmagasinant une pression importante. A partir d'un certain seuil, il y a rupture brusque d'une faille qui dégage instantanément toute l'énergie accumulée et crée un séisme de très forte magnitude. Ce déplacement brusque de la faille fait monter le fond marin et provoque une déformation de la surface de l'eau, peu discernable à ce moment-là car de faible amplitude (quelques dizaines de centimètres). La vague ainsi produite se propage dans le bassin océanique, à une vitesse de près de 800 km/h. Lorsque les vagues s'approchent des côtes, la profondeur de l'océan diminue, force les vagues à ralentir et la perte de vitesse des vagues se traduit alors par une augmentation de leur taille. Des configurations géométriques particulières du littoral peuvent également canaliser, engendrer des phénomènes de résonance et amplifier les vagues. Dans le cas du tsunami de Sumatra, la conjonction d'un très fort séisme (magnitude 9) le long d'une portion étendue d'une faille (plus de 1 000 km de long sur 15 m de haut), la proximité des côtes et l'amplification côtière a conduit à des vagues déferlantes dévastatrices.

Les satellites altimétriques, en mesurant la hauteur de la mer, peuvent théoriquement détecter les vagues de tsunamis, si le satellite survole effectivement les vagues peu après leur déclenchement (ce qui est peu probable), et si le signal est suffisamment important pour être isolé de la variabilité océanique (qui intègre les variations dus aux courants, aux marées, au géoïde, à la pression atmosphérique, à la température, à la salinité...). Lors du tsunami du 26 décembre 2004, quatre satellites altimétriques (Jason-1, Topex/Poséidon, Envisat et GFO) ont survolé l'océan Indien entre 2h et 11h après le séisme. Jason-1 détecta le premier le front de vagues vers la latitude 4°sud, à environ 1 500 km de l'épicentre, avec une amplitude de 60 cm. Envisat mesura une amplitude de 35 cm, 3h19 après le séisme à environ 2 600 km de l'épicentre. GFO détecta en dernier le front de vague, au sud-ouest de l'océan Indien, avec une amplitude faible de 10 cm, difficilement différentiable du signal océanique. Ces nombreuses données, pour la première fois acquises  pendant un tsunami majeur, ont permis d'affiner les modèles de propagation et de dissipation de ces vagues.

Hormis la mesure directe de la hauteur du tsunami en plein océan, la capacité des satellites altimétriques à estimer les reliefs sous-marins est mise à profit dans les modèles de propagation des vagues. En effet, en mesurant la topographie de surface des océans, les altimètres sont capables de cartographier indirectement celle du fond océanique car cette surface est modifiée par la présence de montagnes ou de fosses sous-marines : à un mont sous-marin correspond une bosse à la surface. Etudiés dans des scénarii différents à partir de zones sismiques connues, les modèles de propagation intègrent ces grilles bathymétriques pour simuler l'évolution spatio-temporelle des vagues et ainsi mettre en évidence les zones les plus exposées et définir le temps nécessaire à donner l'alerte.

Les satellites altimétriques ne font et ne feront jamais parti d'un système d'alerte aux tsunamis, du fait de la difficulté à observer le phénomène, de la faible probabilité d'observation, et de la couverture assez limitée de ces satellites - ainsi qu'au temps nécessaire au traitement de leurs données. Ces moyens font partie d'un travail de fond de recherche et de compréhension du phénomène, et viennent en complément de systèmes de mesures et d'alerte capables de prévenir précocement les populations en danger. Le lancement du satellite Jason-2 en juin 2008 viendra enrichir la constellation de satellites aujourd'hui en vol (Jason-1, Envisat et GFO) pour poursuivre notre connaissance des océans.

Plus d'information :

• Applications, Géodésie et géophysique : <link internal-link>Tsunamis
• Ablain, M., J. Dorandeu, P-Y. Le Traon, A. Sladen, <link http: earth.esa.int cgi-bin _blank external-link-new-window>The Indian Ocean Tsunami of December 26, 2004, Observed by Multi-satellite Altimetry, 15 years of progress in radar altimetry Symposium, Venice, Italy, 2006.
• JPL, <link http: www.nasa.gov centers jpl news jason-011105.html external-link-new-window>Nasa/French Satellite Data Reveal New Details of Tsunami.
• CEA, <link http: www-dase.cea.fr actu dossiers_scientifiques index.html external-link-new-window>Séisme et tsunami de Sumatra du 26 décembre 2004.
• CNRS, <link http: www.insu.cnrs.fr external-link-new-window>Comprendre en profondeur le séisme et le tsunami de Sumatra-Andaman.