compte-rendu de la reunion de la csst - Institut national des sciences ...

COMPTE-RENDU DE LA REUNION
DE LA CSST DU 22 MARS 2004 Présents : Membres de la CSST : J.M. Lardeaux (Président), N. Arnaud, P. Cochonat, Ph.
Davy, J. Gaillardet, B. Goffé, M. Granet, D. Hatzfeld, P. Ledru, T.
Reuschlé, C. Sotin, P. Tarits, P. Tricart, P. Ultré-Guérard.
Excusés : L. Beaufort, J-Y. Cottin, E. Deloule, N. Ellouz, F. Guyot, C.
Jaupart, E. Lallier-Verges, P. Landais.
Invités : P. Briole, P. Charvis, F. Cotton, M. Diament, M. Dietrich, R.
Louat, J-P. Montagner, A. Paul, J-F. Stéphan, J-P. Vilotte
INSU : F. Baudin, A. Bekkar-Berry, C. Deplus, L. Guillerot, J-F. Lénat, G.
Libourel, J. Ludden, EXAMEN DES EQUIPEMENTS EN GEOPHYSIQUE
Ce compte-rendu reprend l'essentiel des éléments exposés lors de cette
réunion, ainsi que les commentaires formulés par les membres de la CSST. COMPTE-RENDU DE LA REUNION 1
DE LA CSST DU 22 MARS 2004 1 EXAMEN DES EQUIPEMENTS EN GEOPHYSIQUE 1
Introduction (Pascal BERNARD) 2
Imagerie géophysique des structures crustales et mantelliques sous les
continents (A. Paul) 7
Aléa sismique et volcanologique (Fabrice Cotton) 9
Applications de la Géodésie (P. Briole) 12
L'instrumentation en gravimétrie; Bilan et prospective (M. Diament) 17
Instrumentation Géophysique marine (Ph. Charvis) 20
Quelques éléments pour les équipements de géophysique de subsurface (M.
Dietrich et al.) 27
Les Missions Spatiales en Géophysique Interne et Géodésie :Avancement
des projets (M. Diament) 29
Calcul et Centres de Données (J-P Vilotte) 31
Commentaires généraux de la CSST 37 Introduction (Pascal BERNARD) Les réseaux d'Instruments Géophysiques Mobiles sont dédiés à l'imagerie des
structures. Ces structures sont associées à des processus géophysiques et,
parfois, à des aléas. Les principaux objets géologiques sont : les dorsales
océaniques, les panaches mantelliques, le rifting, les décrochements, les
collisions continentales, la subduction, les volcans, les failles, la
croûte superficielle, la lithosphère, l'asthénosphère et le noyau. Les
principaux processus géophysiques interviennent à différentes échelles de
temps et d'espace, et il existe souvent un couplage entre eux. Imagerie des structures et mesures des processus naturels: Ceci peut être fait à différentes échelles :globale, régionale ou locale.
Les principaux signaux étudiés sont : les ondes sismiques, la déformation,
le champ de gravité, les champs magnétique et électromagnétique, le champ
de température, ....
De plus, les études impliquent, en général, une approche
multidisciplinaire.
Elles sont faites à partir réseaux permanents (observatoires) ou de réseaux
mobiles dédiés, autorisant une meilleure résolution spatiale Les processus physiques étudiés sont très variés, de même que les échelles
de temps et d'espace. Les études peuvent nécessiter le déploiement de
réseaux mobiles dédiés (10-100 stations) pendant des durées variables ( 1
mois -1 an), ou l'acquisition de données satellitales, aéroportées, au sol
ou en mer. Dorsales et panaches
Phénomènes étudiés .Localisation et fluctuation de la sismicité
.Imagerie spatio-temporelle des déformations
.Relation vitesse sismique, anisotropie, composition, température
.Datation précise du plancher océanique
.Interaction panache / dorsale Chantiers : MAR. Océan indien: La Réunion, dorsale ultra lente SW indienne
MOMAR : Océan atlantique
Afars Subduction
Phénomènes étudiés .Cycle sismique
.Frottement interplaque
.Séismes lents et transitoires de déformations
.Déshydration du slab - éclogitisation
.Quantification des flux de matière
.Dynamique du manteau au voisinage de la subduction Chantiers: Antilles, Egée, Chili, Pacifique, Vanuatu
Extension-décrochement .Couplage sismicité - déformation - cycle sismique
.Rôle des fluides
.Enracinement crustal et lithosphérique Chantiers: Corinthe, Afars, Marmara...
Collisions continentales et cratons .Rôle du manteau supérieur dans la dynamique continentale
.Quelle rhéologie croûte/ manteau supérieur?
.Zone de fusion partielle?
.Hétérogénéités chimiques dans le manteau supérieur Chantiers: plateaux Tibet, Iran, ..., - chaîne hercynienne...
Dynamique du noyau .Variation temporelle intensité champ magnétique
.Inversion de polarité du champ magnétique sur des durées très brèves Chantier : échelle globale
Aléa sismique .Sismicité de réseaux de failles: couplages mécaniques
.Structure fine des zones de failles
.Rôle des fluides dans la mécanique de failles
.Dynamique de la rupture: quelle lois de frottement?
.Causes et effets des ruptures super-cisaillantes
.Modes et conditions d'apparition de rupture de surface
.Effets de site 3D
.Effet de non linéarités dans les sols mous
.Sismicité induite: quelle mécanique, quel aléa ?
. Chantiers : Grenoble, Grèce, Turquie, Algérie, Iran, Caracas, Chili,
...
Aléa volcanique .Quelle est la plomberie des volcans?
. Quelle est son évolution en cas de crise?
.Quelle physique pour les trémors et les séismes LP?
.Dynamique des éruptions phréatiques
.Dynamique des éruptions magmatiques
.Quelles conditions pour une déstabilisation de flanc?
.Quels précurseurs?
. Chantiers: La Réunion, La Soufrière de Guadeloupe, le Vésuve,
l'Etna,...
Ressources naturelles / gestion planete .Localisation et mobilité de l'eau souterraine; suivi temporel des
pollutions
. Développements d'instabilités de cavités souterraines
. ... Chantiers: Nappes aquifères, ouvrages souterrains profonds, anciennes
mines et carrières souterraines, ...
Réseaux mobiles: Contexte international
Sismologie terre: - USA, PASSCAL: 250 BB, 70 IB, 250 SP, 850 RR
- USA, Earthscope: 400 BB semi-permanent ; 400 CP/BB + 2000 1D
- Allemagne-GFZ: 36 BB, 15 IB, 160 SP, 300 géoph 1D, 185 geoph 3D
- U.K., Seis-UK: 29 BB, 170 IB Sismologie mer: -USA: 150 OBS-imagerie, 100 OBS-long
- Japon-Jamstec-ERI: >200 OBS
- U.K. : 28 OBS 2c-4c
- Allemagne: 70 OBH-OBS Parcs géophysiques français
|réseau |Res|date début |nom|nombre de stations|
| |pon| |bre|demandées |
| |sab| |act| |
| |le | |uel| |
| | | |de | |
| | | |sta| |
| | | |tio| |
| | | |ns | |
|1997 |180 731 | |mars 97 - nov 98 : | |novembre 1998 |
| | | |412 930 | | |
|1998 |258 224 | |nov 98 - mai 00 : | |mai 2000 |
| | | |467 062 | | |
|1999 |378 223 | |mai 00 - janv 02 : | |janvier 2002 |
| | | |234 103 | | |
|2000 |150 727 | |janv 02 - juil 2003 : | |septembre 2003 |
| | | |276 030 | | |
|2001 |171 289 | | | | |
|2002 |189 330 | | | | |
|2003 |132 500 | | | | |
|total |1 461 | | | | |
| |024 | | | | |
| | | | | | |
Projets 2004 .J9 - Welschbruch
.Brest - SHOM : janvier (point 2003) + point 2004
.Toulouse : point Sakuma février?
.Cerga : mars ?
.Cotentin : Cherbourg ?
.Spitzberg : juin-juillet ?
.Cotentin : Brest ?
.Iran : octobre La gravimétrie absolue: développements Un FG5 en cours d'acquisition à Montpellier (financements de l'INSU,
Université de la Rochelle, ISTEEM, région Languedoc Roussillon).
Arrivée prévue : automne 2004
Besoin : un gravimètre relatif pour l'accompagner Un A10 en cours d'acquisition en commun par l'IGN, l'IRD et l'IPGP
Arrivée prévue : automne 2004 Le marin : un besoin en fond de mer Objectifs scientifiques : - Structure fine de la croûte (par exemple sur les dorsales)
-Variations temporelles en fond de mer (mouvements verticaux, mouvements de
masses)
Nécessité de mesurer le champ de pesanteur au plus près des sources et de
réoccuper des points de réseaux de répétition. La technique "traditionnelle" de mesure dans un submersible n'est pas
optimale ->Besoin d'un instrument manipulable par le bras d'un robot et
repositionnable (cf ROVDOG de la Scripps).
Proposition de "mariniser" le capteur d'un CG3 du parc à l'instar de ce que
la SCRIPPS a réalisé. Le CG3 "marinisé" étant alors remplacé dans le parc
par un instrument de terrain type CG5. Levés en continu près du fond -> Voir les développements effectués pour les
drones.
Mesures absolues ->Voir les développements effectués avec les instruments à
atomes froids + A10.
À terme des enregistrements continus ? Une perspective d'avenir : les gravimètres à atomes froids en développement
au BNM et à l'ONERA La gravimétrie mobile Les manips aéroportées récentes : Alpes (1998) et Corse (2001) Les drones : des développements prometteurs
Coût
Accès facile
Vitesses de vol plus faibles pour une même altitude Meilleure résolution
Adaptation de l'instrumentation plus aisée, souplesse dans l'utilisation
Instruments non perturbés par l'activité des opérateurs
Mesures directes des longueurs d'onde « intermédiaires » grâce aux drones
« haute altitude » intégration possible des mesures terrestres, « basse
altitude » et spatiales Les enregistrements continus Des besoins pour des mesures semi-permanentes