L'une des pires catastrophes environnementales du Brésil - l'effondrement d'un barrage qui a également tué plus de 200 personnes - aurait pu être prévue avec la dernière technique d'imagerie radar par satellite, selon une nouvelle étude de l'Université de Nottingham et de l'Université de Durham.

La catastrophe très médiatisée a eu lieu le 25 janvier 2019 dans un parc à résidus près de la mine de minerai de fer Córrego doFeijão, près de la ville de Brumadinho, dans l'État du Minas Gerais, sud-est du Brésil.

Lorsque le barrage s'est effondré, il a causé un torrent de boue pour couvrir les terres environnantes; prendre des vies, détruire des maisons et des moyens de subsistance et polluer les rivières avec des matières toxiques.

Propriété de Vale, la plus grande société minière du Brésil, le parc à résidus a été utilisé pendant plus de 40 ans pour retenir les déchets de la mine. Bien qu'il ne soit pas rare que de tels barrages se déplacent à mesure que plus de matériau est ajouté et qu'il se compacte et se déplace, un mouvement accéléré ne devrait pas se produire ; c'est un précurseur que l'échec se produira. Brumadinho a été le deuxième barrage minier appartenant à Vale à s'effondrer ces dernières années et l'un des nombreux échecs largement rapportés dans le monde.

La stabilité de ce type particulier de barrage suscite des inquiétudes croissantes et un nombre important de barrages nécessitent une surveillance renforcée, explique l'auteur principal, le professeur adjoint Stephen Grebby du Nottingham Geospatial Institute de l'Université.

Dr Grebby, un expert de la cartographie de la surface de la Terre depuis l'espace, a déclaré:"La plupart des sociétés minières s'appuient actuellement sur des capteurs au sol pour surveiller la stabilité des barrages. Cependant, ceux-ci offrent généralement une couverture insuffisante des mesures sur l'ensemble du barrage, ce qui peut rendre difficile la détection de mouvements ou d'autres signes de détresse."

L'application d'InSAR (imagerie radar par satellite) pour vérifier les petits mouvements du sol dans et autour des barrages n'est pas une pratique standard actuelle et c'est quelque chose que le Dr Grebby aimerait voir changer.

Il a collaboré avec l'Université de Durham et la société dérivée de l'Université de Nottingham Terra Motion Ltd sur l'étude visant à déterminer si l'échec à Brumadinho aurait pu être prévu.

Ils ont utilisé une technique InSAR avancée appelée Intermittent Small Baseline Subset (ISBAS), développé par l'Université de Nottingham et Terra Motion, ce qui peut aider à surmonter les limitations rencontrées lors de l'utilisation de certaines des techniques InSAR les plus conventionnelles sur un terrain végétalisé. Un autre avantage de cette technologie, via des capteurs au sol, est-ce qu'il regarde d'en haut et offre une image plus complète des mouvements du sol avec une précision au millimètre près.

Le Dr Grebby ajoute :« Nos résultats ISBAS InSAR ont révélé que différentes zones du barrage se déplaçaient à des vitesses différentes et que certaines d'entre elles se sont accélérées soudainement au cours des deux mois précédant l'effondrement. Bien que le barrage soit surveillé par la société minière à l'aide de normes techniques sans avertissement apparent déclenché, nos analyses du mouvement précurseur indiquent que le moment de l'effondrement était prévisible.

« Si surveillé régulièrement, en utilisant la technique ISBAS InSAR, la date de défaillance aurait pu être prédite dans la semaine suivant sa survenue. Surtout, cette prédiction aurait été possible environ 40 jours avant l'effondrement, laissant le temps d'émettre un avertissement indiquant que le barrage devenait instable. Cela aurait pu conduire à une surveillance plus approfondie ou à d'autres mesures d'atténuation pour éviter les pertes de vies humaines et la catastrophe environnementale qui se sont tragiquement déroulées. »

Les résultats complets viennent d'être publiés dans l'article "Une analyse avancée des données satellitaires révèle des précurseurs de déformation du sol à l'effondrement du barrage de résidus de Brumadinho" dans la revue Nature Communications Terre &Environnement .

Professeur David Toll, Co-directeur de l'Institut du danger, Risque et résilience à l'Université de Durham, dit « Identifier une accélération des mouvements du sol pendant une période de mouillage, juste avant l'échec, a permis de corroborer le mécanisme de défaillance anticipé. L'effondrement de la digue à résidus peut s'expliquer par une réduction de la succion dans les résidus contribuant aux contraintes internes qui pourraient induire une liquéfaction statique dans les matériaux cassants.

Professeur Jon Gluyas, Le directeur exécutif du Durham Energy Institute de l'Université de Durham a déclaré :« L'utilisation inédite des données satellitaires InSAR pour surveiller la stabilité des barrages est une véritable avancée car elle signifie que vous n'avez pas besoin d'instrumenter le sol dans et autour du barrage pour le surveiller. La surveillance n'est donc plus uniquement entre les mains de la société d'exploitation."

Dr Andrew Sowter, Le directeur technique de Terra Motion Limited et inventeur de la technique InSAR avancée ISBAS a déclaré :"Ce travail n'aurait pas été possible sans la disponibilité des données satellitaires gratuites de la mission Sentinel-1 qui a une portée mondiale et est durable dans un avenir prévisible. Parallèlement à l'approche innovante décrite dans cet article et à nos produits InSAR uniques, cela signifie qu'un système de surveillance des résidus à distance opérationnel à faible coût est à portée de main au niveau local, échelles régionales et même nationales partout dans le monde."

Les chercheurs cherchent maintenant à développer la technologie en tant que logiciel qui pourrait être offert à l'industrie minière, qui recherche une fiabilité, système d'alerte précoce pour prédire le risque d'effondrement imminent des barrages de résidus. Combiné avec des capteurs au sol, Le Dr Grebby considère les techniques InSAR avancées comme un ajout précieux à la boîte à outils de surveillance pour évacuer et protéger la vie.