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Campagne océanographique FIBROSAINTES

Le projet PREST

L’objectif du projet PREST est de réaliser une plateforme de recherche régionale en géosciences pour réduire ces risques telluriques (éruptions volcaniques, séismes, tsunamis, glissements de terrain...), en développant des outils et analyses à terre et en mer, en particulier en testant une instrumentation marine innovante, en coordination avec les partenaires de la Caraïbe et en interaction avec des spécialistes français, européens, caribéens et américains.

La majorité des sources sismiques importantes menaçant les îles de la Caraïbe est située en mer. Aussi, il est indispensable de développer des techniques permettant l’installation de réseaux de capteurs géophysiques sous-marins afin d’étudier ces aléas au plus près.

 
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Un sismomètre à 40 mètres de profondeur

Dans le cadre de ce projet piloté par l’Observatoire volcanologique et sismologique de Martinique de l’Institut de physique du globe de Paris (OVSM-IPGP), une campagne océanographique exceptionnelle a démarré le 1er juin 2021. C’est l’aboutissement de plusieurs années de recherche et développement sur les capteurs optiques en bout de fibre, réalisés par l’IPGP, l’ESEO et l’ENS, en vue de surveiller au plus près la sismicité de la zone des Saintes, touchée par le séisme de magnitude 6.3 de 2004, et toujours affectée par des tremblements de terre.

 

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Cette campagne conçue et développée sous la direction de Pascal BERNARD, physicien à l’IPGP et responsable de cet axe dans PREST et Guy PLANTIER, directeur de la recherche de l'ESEO et membre de l'Université du Mans, un sismomètre innovant, un inclinomètre et un pressiomètre purement mécaniques, posés à 40m de profondeur sous l’eau et situé à 4-5 km au sud des Saintes sont reliés par un câble optique à Terre-de-Bas (office du tourisme) où un interrogateur laser permet à distance de mesurer ses mouvements avec une grande précision.

 

En outre, la fibre elle-même, permettra de suivre la propagation des ondes sismiques en tout point de son parcours, grâce à un autre interrogateur optique placé à terre par l’équipe de Géoazur. Cette approche novatrice est rendue possible par le suivi des perturbations du signal lumineux liées au passage des ondes sismiques. Ainsi, avec un point de mesure tous les 10 mètres sur la longueur du câble, la fibre optique représentera l’équivalent de 500 sismomètres. L’interrogateur est un développement de la PME Febus Optics.


La qualification de la campagne FIBROSAINTES dans le cadre du projet PREST permettra de lancer le montage de projets plus ambitieux avec des câbles plus longs, 50 à 100 km, pouvant atteindre les zones sources des grands séismes de la subduction antillaise, au large de la Guadeloupe et de la Martinique, et donc d'en cerner enfin l'activité continue de déformation préparant les prochains grands séismes.

 
 

Déroulement de la mission FIBROSAINTES

Après une semaine sur place, l'opération est déjà bien avancée : "Les opérations de bathygraphie (cartographie des profondeurs et des reliefs dans la zone étudiée) sont terminées." indique les membres de l'équipe d'ingénierie présente sur place. "Après quelques difficultés causées par des filets, elles ont permis d’obtenir une image sonar sur la trajectoire de déploiement. Dans le même temps, les marins ont nettoyé la trajectoire des nasses, filets et objet divers qui pourraient faire dérailler les opérations charrue. L’équipe à terre s'est chargée de communiquer auprès des pêcheurs des îles sur la nature des opérations et sur la zone de pêche à éviter."

L'opération charrue consiste à dérouler un câble en fond de mer reliant le sismomètre (à 40m de profondeur et d'une longueur de 5km) et les outils d'analyse situés sur la terre ferme.

"Les essais de charrue sont concluants dans les zones sableuses, un petit secteur où le fond marin est constitué de rhodolites (des concrétions calcaires issues d'algues calcifiées), ce qui nécessitera l'intervention de plongeurs pour assurer que la fibre est bien ensouillée. L’équipe à terre a fabriqué un sismomètre factice, de masse et de volume équivalent qui sera utilisé par les plongeurs lors d'entrainements."

Les opérations d’atterrage ont débuté lundi 07 juin. Prises en charge par la société Amaya (spécialisée dans les chantiers sous-marins), elles ont pour objectif de déployer et sécuriser un tronçon du câble optique depuis le local de l'office du tourisme (depuis le local, des chercheurs et ingénieurs installent le système d’acquisition optique de la station de mesures et testent la fibre tout au long de l’opération de déploiement des instruments en mer). Une chaîne de coques en fonte sera assemblée autour du câble optique sous-marin, pour le protéger de l'activité portuaire, du marnage et des aléas climatiques.

 
 

Déploiement réussi aux Saintes du sismomètre et de l’interrogateur optique développés par l’équipe GSII-LAUM et ESEO-TECH ingénierie

sismomètre FibroSaintes

Pour rappel, son objectif : déployer un observatoire sous-marin à 4-5 km au sud des Saintes, pour étudier en temps réel les mouvements sismiques de la zone, l’une des plus actives de l’arc antillais. Philippe MENARD et Guillaume SAVATON ont rejoint sur place les équipes du projet PREST (Plateforme Régionale de Surveillance Tellurique) pour participer au déploiement et à la mise en service du sismomètre et de l’interrogateur optique qu’ils ont spécifiquement conçus pour le projet.

Ces instruments de mesure optique, entièrement développés par l’équipe GSII-LAUM et ESEO-TECH ingénierie sont le fruit d’une collaboration d’une dizaine d’années avec l’équipe sismologie de l’Institut Physique du Globe de Paris (IPGP).

Depuis le bateau affrété par l’Ifremer, l’équipage à bord de l’Antea et des plongeurs professionnels ont notamment été chargés de préparer la zone d’implantation de l’observatoire sous-marin, ont déroulé puis protégé les 5 kms de câble optique qui relient le sismomètre, immergé à 40 m de profondeur, à l’interrogateur optique basé à terre. Après deux semaines de mission, et malgré une météo et une mer parfois agitées, la connexion de l’interrogateur optique a pu être établie et a dévoilé les premiers signaux sismiques.

Le succès de la mission FibroSaintes confirme l’expertise et le savoir-faire de l’équipe GSII-LAUM et ESEO-TECH ingénierie dans le développement et la conception de capteurs innovants à mesures optiques en milieu contraint.