Télédétection des aérosols sulfatés d’origine volcanique dans l’infrarouge thermique ; Remote Sensing of volcanic sulphate aerosols in the thermal infrared

Cette thèse s'intéresse au développement de nouvelles méthodes d’observation spatiale des aérosols sulfatés volcaniques, dans l’infrarouge thermique. Les premiers travaux ont débouché sur l’importance de considérer les interférences radiatives entre les aérosols sulfatés et le SO₂ afin d’optimiser les observations satellitaires des deux espèces dans cette région spectrale. Pour une éruption volcanique simulée, le signal des aérosols sulfatés domine dans le spectre infrarouge à partir de 3 à 5 jours de l’éruption volcanique, entrainant des surestimations sur les observations du SO₂. Observées conjointement avec des capteurs infrarouges à haute résolution spectrale, comme MetOp-IASI, les deux espèces peuvent être restituées indépendamment. À la lumière de ces observations, un algorithme d'inversion appelé AEROIASI-Sulphates a été développé afin de restituer des profils verticaux d’extinctions et de concentration massiques des aérosols sulfatés à partir des mesures IASI. AEROIASI-Sulphates identifie correctement la morphologie du panache volcanique horizontalement ainsi que verticalement après un jour de l’éruption du volcan Etna (Mars 2012) et ceci est confirmé à travers la comparaison avec les observations et les simulations du panache de SO₂. Pour une quantité de soufre initiale de 1.5 kT, 60 % de la masse de soufre injectée est convertie en particules après 24h de l'éruption. Un forçage radiatif direct en ondes courtes, calculé à l'échelle régionale pour la zone Méditerranéenne occidentale, a été estimé à -0.8 W/m². Il s’agit de la première quantification des aérosols sulfatés à partir d’un instrument spatial en géométrie nadir, ce qui présente une grande importance pour mieux comprendre les processus de dégazage volcanique et pour évaluer l’impact climatique des éruptions volcaniques à l’échelle régionale. ; The main objective of this thesis is to develop new satellite observations of volcanic sulphate aerosols, in the Thermal InfraRed (TIR). We found, as first results, that it is important to consider the ...