The interferometry technics applied on residual subsidence analysis measurement of closure coal mines, example from Nord-Pas-de Calais coal mine, France

International audienceThis paper describes the residual movements associated with deep coalmines (France). The Nord-Pas-de Calais basin has been monitored since 10 years by traditional method. The interferometry technics are applied on Nord-Pas-de-Calais coal basin. In this study, both differential SAR Interferometry (DINSAR) and Persistent Scaterrers Interferometry (PSI) are used to estimate the induced deformations during 12 years (1992 to 2004) after the end of exploitation. 88 images of ERS scenes, distributed on two adjacent tracks, are processed, using DIAPASON software for DInSAR and GAMMA-IPTA for PSI. The area undergoes high temporal decorrelation due to the high amount of vegetation. Deformations are well detected; they present low amplitude with a maximum rate of only 1 cm/year during 7 years after the end of the exploitation. They show a good agreement with the traditional methods of levelling. A robust methodology can be developed to use Interferometry for surveying surface above abandoned minesL'article décrit les mouvements résiduels induit par l'exploitation de mines de charbon profondes (France). La surface est suivie depuis plus que 10 ans par la méthode de nivellement classique. La méthode d'interférométrie a également été utilisée dans le basin du Nord et du Pas-de-Calais, les deux techniques (SAR et PSI) ont été utilisées pour estimer les mouvements résiduels durant 12 ans (1992-2004) après l'arrêt de l'exploitation. 88 images de ERS ont été analysées en utilisant le code DIAPASON pour la méthode DInSAR et le code GAMMA-IPTA pour la méthode PSI. La zone étudiée est caractérisée par une couverture végétale très dense, ce qui induit une forte décorrélation temporelle. Les mouvements ont été bien détectés, ils présentent une amplitude de 1 cm/an pendant les 7 ans après l'arrêt des travaux miniers. Les résultants de l'interférométrie ont montré une cohérence avec les mesures par la méthode de nivellement traditionnel. Une méthodologie robuste peut-être développée pour suivre les mouvements induits par les exploitations minières abandonnée

Mexico City Subsidence Measured by InSAR Time Series: Joint Analysis Using PS and SBAS Approaches

International audienceIn multi-temporal InSAR processing, both the Permanent Scatterer (PS) and Small BAseline Subset (SBAS) approaches are optimized to obtain ground displacement rates with a nominal accuracy of millimeters per year. In this paper, we investigate how applying both approaches to Mexico City subsidence validates the InSAR time series results and brings complementary information to the subsidence pattern. We apply the PS approach (Gamma-IPTA chain) and an ad-hoc SBAS approach on 38 ENVISAT images from November 2002 to March 2007 to map the Mexico City subsidence. The subsidence rate maps obtained by both approaches are compared quantitatively and analyzed at different steps of the PS processing. The inter-comparison is done separately for low-pass (LP) and high-pass (HP) filtered difference maps to take the complementarity of both approaches at different scales into account. The inter-comparison shows that the differential subsidence map obtained by the SBAS approach describes the local features associated with urban constructions and infrastructures, while the PS approach quantitatively characterizes the motion of individual targets. The latter information, once related to the type of building foundations, should be essential to quantify the relative importance of surface loads, surface drying and drying due to aquifer over-exploitation, in subsoil compaction

HYDROGEOBAT : Impacts géologiques et géotechniques des mouvements de nappes phréatiques sur le bâti: analyse, mesure, simulation, prévention. Rapport final

285 p.En contexte de plaine alluviale, l'hydrodynamique des nappes d'eau souterraines joue un rôle important dans le processus d'inondation. De plus, dans un environnement urbain, les conditions d'occupation du sous-sol : parkings souterrains, galeries diverses, etc. modifient considérablement les conditions d'écoulement, constituant généralement des obstacles. Le principal objectif du projet HYDROGEOBAT a été l'analyse des divers impacts géotechniques sur les constructions (fondations de bâtiments et ouvrages souterrains) qui résultent de fluctuations des niveaux piézométriques, spécialement en contexte d'inondation. Les applications réalisées concernent la ville de Paris. La méthodologie mise en oeuvre, de caractère transdisciplinaire, peut être décrite en cinq étapes. Dans une première étape, une synthèse portant sur les différents processus impliqués dans les interactions entre eaux souterraines et ouvrages a été réalisée. Les processus sont, par exemple, les impacts des fluctuations de niveaux piézométriques sur les caractéristiques physico-chimiques, hydro-mécaniques et géotechniques des sols, la modification de la stabilité interne de matériaux granulaires soumis aux forces d'écoulement, le gonflement ou le retrait de sols argileux, la réactivation de fontis, etc. Dans une deuxième étape, on a choisi un ensemble de situations types dans Paris, avec des contextes variés sur le plan géologique et hydrogéologique, et sur le type de structures souterraines, leurs positions par rapport à la Seine et leurs interactions avec les eaux souterraines. Puis, dans une troisième étape, des simulations numériques hydrogéologiques variées, prenant en compte diverses conditions hydrauliques aux limites, différents scénarios de crue, différentes positions de structures souterraines, ont été réalisées grâce à plusieurs types d'outils de modélisation. L'objectif a été d'analyser les réponses de systèmes hydrogéologiques (incluant les modifications anthropiques des aquifères, telles que des obstacles représentés par des structures linéaires : galeries et tunnels) à différentes sollicitations hydrauliques associées à des contextes de crue. Des analyses paramétriques ont permis de souligner le rôle des conditions aux limites, l'influence des aménagements souterrains, les interactions entre le contexte géologique originel et les modifications apportées par l'homme. Les résultats des approches hydrogéologiques ont été utilisés pour les simulations géomécaniques dans une quatrième étape. Ces simulations numériques ont permis d'illustrer les conséquences sur le plan mécanique des fluctuations de niveaux piézométriques dans un environnement urbain, en contexte de crue. Puis, dans une cinquième étape, les analyses et mesures d'impacts passés sur les constructions, en rapport avec des situations de crue, ont été étudiés grâce aux techniques interférométriques radar. Les faibles déplacements de surface ont été mesurés par l'interférométrie différentielle radar satellitaire DinSar et l'interférométrie PSI (Persistent Scatterer Interferometry). Pour cette application, des images SAR d'archive sélectionnées pour différentes dates depuis 1992 ont été utilisées, mais la technique PSI est apparue la plus intéressante compte tenu de la présence de nombreux réflecteurs radar en milieu urbain. Les données hydrogéologiques fournies par IGC-Ville-de-Paris ont été utilisées pour l'analyse des différents résultats obtenus soit par les simulations numériques, soit par les techniques interférométriques. Finalement, le projet HYDROGEOBAT a permis d'étudier plusieurs facettes du sujet, très ouvert, concernant les impacts des mouvements de nappes phréatiques sur le bâti. Les rôles et les limites de la modélisation ont été précisés au travers de différentes approches. Le champ d'application des techniques interférométriques (méthode PSI) pour les mesures des faibles déplacements a été cerné. Quelques difficultés qu'il convient de surmonter doivent être soulignées : 1) un réseau piézométrique de qualité, renforcé par rapport à l'actuel, est nécessaire à Paris et en banlieue ; 2) une base de données relative aux éléments naturels et artificiels constituant le sous-sol de Paris doit être élaborée sous SIG ; 3) un modèle hydrogéologique de Paris et sa banlieue, plus élaboré, est nécessaire ; 4) de nouveaux instruments satellitaires bientôt disponibles devraient permettre d'améliorer notre analyse des faibles déplacements au sol, en rapport spécialement avec les mouvements de nappe phréatique. Ainsi, le projet HYDROGEOBAT a permis d'apporter une contribution aux objectifs annoncés et d'améliorer de ce fait nos techniques de prévention concernant le risque d'inondation. L'approche pluridisciplinaire a permis de renforcer le savoir-faire des équipes concernées qui prévoient de poursuivre cette coopération

Detection of the Saint-Etienne-de-Tinee landslide using SAR interferometry and modelling

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Detection of ground subsidence in the city of Paris using radar interferometry: Isolation of deformation from atmospheric artifacts using correlation

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Observation and modelling of the Saint-Etienne-de-Tinée landslide using SAR interferometry

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Monitoring of moraine and glacier movements in the Chamonix Valley (France) by means of Sentinel-1 A/B interferometry

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Combined use of Sentinel-1 A/B interferometry and corner reflectors for glacier and surrounding moraines monitoring in the Chamonix Valley (France)

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First results of ground displacement monitoring in Paris with Sentinel-1 A/B time series

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