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Sismologie 3D

Situé à l’intérieur du massif de la Grande Montagne et fort de son isolement vis-à-vis de toute perturbation d’origine anthropique, le LSBB permet son instrumentation dans des conditions mécaniquement et électromagnétiquement très bas bruit. Sa position centrale au sein des grandes failles sismogéniques de Provence [Baroux, 2003] et en bordure Sud du bassin versant constituant le réservoir de l’aquifère de Fontaine-de-Vaucluse [Jurgawczynski, 2007], le LSBB permet les études in situ des flux hydrauliques dans la zone non saturée de l’aquifère [Garry et al., 2008] et plus généralement les études concernant la dynamique des processus poroélastiques dans les milieux poreux-fracturés.

Résumé :

 L’antenne sismométrique 3D se compose de la station située à 5 m de profondeur sous le sommet de la montagne à une altitude de 1062 m et de cinq stations réparties dans le tunnel approximativement à la même altitude entre 535 m et 549 m. Chaque capteur mesure les mouvements du sol dont l’enregistrement en continu est assuré à une cadence de 125 échantillons par seconde suivant les 3 directions de l’espace (Z, NS et EO). Les motivations pour l’installation de cette antenne sismométrique 3D sont principalement (i) de surveiller et étudier les variations du bruit sismique au LSBB afin notamment de discriminer les sources de bruit pouvant perturber les expériences fonctionnant en LSBB (ex. changement de la saturation en eau et des vitesses de propagation des ondes), (ii) à observer les événements de nature sismique afin de caractériser l’azimut d’arrivée des ondes et leur vitesse apparente, (iii) permettre une comparaison à différentes échelles entre les rotations de la montagne environnante déduites du réseau sismométrique 3D et celle mesurées directement par les inclinomètres présents à l’intérieur de la montagne. (iv) caractériser l’environnement de vibrations où se déroulent les observations et autres expériences au LSBB, notamment en hydrogéochimie, couplage magnéto-hydro-sismique, dynamique des processus poroélastiques (Cappa et al., 2006), tests et développements métrologiques. Le LSBB  avec qui le CEA/DIF collabore depuis plusieurs années, offre, par le biais de son antenne sismique multi-composantes large-bande, un outil unique, permettant de travailler sur le développement de nouvelles méthodes utilisant des géométries d’antennes 3D mais aussi des mesures locales du mouvement de rotation. 

Carte des galeries et de la fracturation du massif et positions des capteurs formant l’antenne sismométrique du LSBB. L’encart en haut à gauche positionne schématiquement les galeries sous la surface topographique Les symboles rouges sur la Fig. 2 montrent les emplacements des 6 stations équipées de capteurs vélocimétriques Streckeisen de type STS2 associés aux numériseurs D6BB de la société STANEO. Chaque capteur mesure les mouvements du sol dont l’enregistrement en continu est assuré à une cadence de 125 échantillons par seconde suivant les 3 directions de l’espace (Z, NS et EO). L’antenne sismométrique 3D se compose de la station « VES » située à 5 m de profondeur sous le sommet de la montagne à une altitude de 1062 m et de cinq stations réparties dans le tunnel approximativement à la même altitude entre 535 m et 549 m. La profondeur de ces cinq stations dépend de la couverture rocheuse du massif s’élevant au dessus des galeries et varie de 20 m pour la station « GGB » située près de l’entrée LSBB, jusqu’à 518 m pour la station « RAS » la plus profonde au coeur du LSBB. Un accéléromètre Kinemetrics de type "épisensor" est également installé à coté de la station « RAS »

motivations

- Surveiller et étudier les variations du bruit sismique au LSBB afin notamment de discriminer les sources de bruit pouvant perturber les expériences fonctionnant en LSBB (ex. changement de la saturation en eau et des vitesses de propagation des ondes), - Observer les événements de nature sismique afin de caractériser l’azimut d’arrivée des ondes et leur vitesse apparente, - Permettre une comparaison à différentes échelles entre les rotations de la montagne environnante déduites du réseau sismométrique 3D et celles mesurées directement par les inclinomètres présents à l’intérieur de la montagne. - Caractériser l’environnement de vibrations où se déroulent les observations et autres expériences au LSBB, notamment en hydrogéochimie, couplage magnéto-hydro-sismique, dynamique des processus poroélastiques [Cappa et al., 2006], tests et développements métrologiques.

Vibrations du sol enregistrées aux stations EGS, MSG, RAS, GAS, GGB et VES (flux Seedlink RUSF_03, 04, 01, 05, 06 et 07) après le séisme survenu aux îles Samoa en septembre 2009 (Mw 8.1). La cohérence des ondes permet leur analyse par des méthodes en antenne prenant en compte les 3 composantes des vibrations (rouge = vertical, vert = NS, bleu = EO).

diffusion & accessibilité