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Lieu ENS Paris-Saclay 1Z18
Matthieu SERFATY
Lutte contre la désinformation en imagerie satellitaire
Résumé
Les images satellites sont devenues indispensables pour la surveillance de l’environnement, la planification urbaine, l’agriculture et la sécurité. Leur valeur stratégique croissante pose toutefois un risque majeur : en cas de falsification, elles pourraient induire en erreur les décideurs et compromettre la confiance accordée aux données. Alors que la criminalistique d’images a connu de grands succès pour la photographie grand public, les spécificités de l’acquisition satellitaire – capteurs pushbroom, orthorectification, calibration radiométrique – rendent ces méthodes largement inopérantes.
Cette thèse étudie l’adaptation des techniques de détection de falsification au contexte de l’observation de la Terre. Des expériences contrôlées sur des jeux de données Sentinel-2 falsifiés montrent que les outils existants échouent à détecter même des manipulations simples, confirmant l’absence d’indices photographiques tels que les artefacts JPEG ou les motifs de mosaïquage. Pour des menaces plus réalistes, l’étude se concentre sur l’insertion de nuages, une falsification naturelle et trompeuse. Les méthodes classiques se révèlent inefficaces, ce qui motive le développement d’une approche originale basée sur le parallaxe, exploitant l’acquisition séquentielle des bandes spectrales pour révéler des incohérences.
Au-delà du contenu de la scène, la thèse explore aussi les empreintes propres aux capteurs. L’analyse des résidus met en évidence des artefacts récurrents en forme de lignes sombres, liés à la géométrie des détecteurs, tandis que l’empreinte PRNU est adaptée aux données Sentinel-2. Bien que plus faible que sur les caméras classiques, elle reste suffisamment stable pour servir de base à l’attribution de source et à la détection de falsifications.
En somme, ce travail apporte de nouveaux jeux de données, un premier banc d’essai, une méthode fondée sur le parallaxe, et des études exploratoires sur les signatures de capteurs. Il démontre que l’authentification des images satellites doit reposer sur la physique de l’acquisition plutôt que sur une transposition des outils photographiques.
Mots clés
Détection falsification, imagerie satellitaire, forensique,
Direction
Jury
- Patrick BAS, Professeur, Université de Lille, Rapporteur
- Béatrice PINEL-PUYSSéGUR, Chargée de recherche, CEA-DAM, Rapporteur
- Pascal MONASSE, Professeur, Imagine/LIGM, Ecole des Ponts, Examinateur
- Teddy FURON, Professeur, INRIA Rennes, Examinateur