Remote sensing as a tool for assessing landslide impacts on coastal waters at Porchat Island (SE Brazil)

Les eaux côtières sont rarement les miroirs calmes et limpides que l'on voit souvent sur les cartes postales ; ce sont des systèmes dynamiques et vivants où la terre et la mer échangent constamment des matières. Lorsqu'il pleut sur une ville construite sur des collines escarpées, l'eau s'écoule sur le pavé, ramassant terre et débris avant de se déverser dans l'océan. Cet afflux de sédiments modifie la couleur et la clarté de l'eau, un processus connu sous le nom de turbidité. Dans les écosystèmes sains, ces changements sont généralement graduels, mais lorsqu'un glissement de terrain se produit, le basculement peut être soudain et massif, déversant des tonnes de terre dans la mer en un seul instant. Les scientifiques savent depuis longtemps que de tels événements se produisent, mais les suivre est difficile. Les méthodes traditionnelles nécessitent que les chercheurs sortent en bateau pour prélever des échantillons d'eau, un processus lent qui manque souvent le pic de l'événement. Aujourd'hui, cependant, des satellites en orbite offrent une perspective différente, capturant des images haute résolution de la surface de la Terre tous les quelques jours ou même chaque jour, nous permettant de regarder ces panaches sous-marins se former, se propager et s'estomper en temps quasi réel.

Le 29 avril 2025, un exemple spectaculaire de cette interaction s'est déroulé sur l'île de Porchat, une zone densément peuplée sur la côte de São Paulo, au Brésil. Une canalisation d'eau appartenant à l'entreprise d'assainissement de l'État a rompu, libérant un volume massif d'eau sur un versant escarpé et instable. La force de l'eau a déclenché un glissement de terrain, déplaçant environ 860 000 mètres cubes de sol, de roches et de végétation. Ces débris ne sont pas restés sur terre ; ils ont glissé dans les eaux côtières adjacentes, créant un nuage de sédiments visible qui s'est propagé à travers la baie. Pour comprendre exactement comment cet événement a altéré l'océan, les chercheurs se sont tournés vers l'imagerie satellite, utilisant deux types différents de capteurs pour surveiller l'eau avant et après la rupture. Leur objectif était de mesurer à quel point l'eau est devenue trouble, quelle profondeur la lumière pouvait pénétrer, et comment le sédiment se déplaçait en réponse au vent et aux vagues.

L'équipe a utilisé des données provenant de deux systèmes satellites : Sentinel-2, qui fournit des images détaillées tous les cinq jours, et PlanetScope, qui offre une vue quotidienne du même emplacement avec un détail encore plus fin. En traitant ces images avec des logiciels spécialisés conçus pour corriger les interférences atmosphériques, les scientifiques ont pu calculer la concentration de matières en suspension dans l'eau. Avant le glissement de terrain, le 15 avril, l'eau près de l'île contenait une moyenne de 11,15 grammes de matières en suspension par mètre cube. Après l'événement, le 2 mai, ce chiffre avait presque doublé pour atteindre 21,09 grammes par mètre cube. L'eau est également devenue nettement moins transparente. La profondeur à laquelle un disque blanc standard, connu sous le nom de disque de Secchi, pouvait être vu est tombée de 2,01 mètres à seulement 1,12 mètre. Ces changements ont été les plus graves juste à côté de l'île, tandis que les baies voisines ont connu des variations beaucoup plus faibles, confirmant que le glissement de terrain était la source principale de la perturbation.

L'un des aspects les plus précieux de cette étude a été la capacité de suivre le mouvement du nuage de sédiments au fil du temps, un exploit rendu possible par les images quotidiennes du satellite PlanetScope. Le 30 avril, le lendemain de la rupture, le panache de sédiments couvrait une zone de 7,50 kilomètres carrés, une vaste étendue d'eau trouble s'étendant depuis l'île. Cependant, le nuage n'est pas resté important longtemps. Le 2 mai, la zone affectée s'était réduite à 2,02 kilomètres carrés. Le 4 mai, le panache n'était plus visible sur les images satellites. Cette disparition rapide n'était pas due à la disparition des sédiments, mais plutôt aux forces naturelles de l'océan. Pendant cette période, le vent et les vagues étaient relativement faibles, et la direction des vagues a changé, poussant le sédiment vers le centre de la baie où les courants locaux l'ont dilué et dispersé. L'étude suggère que l'énergie naturelle de l'eau était suffisante pour mélanger le sédiment dans l'océan plus large, nettoyant la surface en seulement quelques jours.

Les chercheurs ont également examiné la santé biologique de l'eau, mesurant spécifiquement la chlorophylle-a, un pigment présent dans les algues qui indique la présence de vie végétale. Ils ont constaté que les niveaux de ce pigment variaient d'un jour à l'autre, mais qu'il n'y avait pas de pic ou de chute claire pouvant être directement attribuée au glissement de terrain. Les données ont montré que le nuage de sédiments n'a pas immédiatement déclenché une prolifération massive d'algues ou une mortalité soudaine, bien que les scientifiques aient noté que la présence de tant de boue peut parfois interférer avec la capacité du satellite à mesurer les algues avec précision. Sans échantillons d'eau directs pour confirmer ce qui se passait sous la surface, l'équipe n'a pu interpréter les données satellites comme des changements relatifs plutôt que comme des faits absolus. Ils ont également noté que les fortes pluies dans les jours précédant le glissement de terrain avaient pu saturer le sol, rendant le sol instable même avant l'éclatement de la conduite, et que les images initiales prises le 30 avril étaient partiellement obscurcies par des nuages, ce qui aurait pu légèrement fausser les mesures de la taille du panache.

Cet événement met en évidence une lacune critique dans la façon dont nous surveillons les environnements côtiers. Les programmes de surveillance conventionnels reposent souvent sur des visites programmées qui pourraient manquer entièrement une catastrophe soudaine. Dans ce cas, le glissement de terrain est le résultat direct d'une défaillance des infrastructures urbaines interagissant avec des risques géologiques naturels, une combinaison qui devient de plus en plus courante dans les villes côtières. L'étude démontre que la télédétection à haute résolution peut agir comme un outil de réponse rapide, permettant aux autorités de voir exactement où se trouvent les dommages, jusqu'où ils se propagent et à quelle vitesse ils se dissipent. Bien que la surface de l'eau ait retrouvé son apparence normale en une semaine, l'étude avertit que les sédiments se sont probablement déposés sur le fond de l'océan, où leurs effets à long terme sur le fond marin et la vie marine restent inconnus. Ce travail sert de rappel puissant que, si les satellites peuvent nous en dire beaucoup sur la surface de l'océan, comprendre toute l'histoire d'une catastrophe côtière nécessite souvent de combiner ces vues de haute technologie avec des investigations sur le terrain.