Station sismologique

Station sismologique

Véritable laboratoire de terrain, les stations sismologiques permettent de connecter les capteurs géophysiques à des réseaux de mesure.

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Principe

Le rôle d’une station sismologique est de recueillir les signaux émis par un ou plusieurs capteurs de mouvement du sol, les sismomètres, pour leur enregistrement et interprétation. Elle se compose donc d’un sismomètre, d’un numériseur, d’un système de transmission et d’un système d’alimentation autonome lorsque c’est nécessaire.

Le sismomètre est un capteur sensible permettant de mesurer d'infimes mouvements du sol dans les 3 directions de l'espace. Il est généralement enterré dans une cave sismique, pour une isolation optimale. Le site d’installation d’une station sismique est choisi pour être le plus silencieux possible car toutes les perturbations d’origines atmosphériques, marines ou humaines sont susceptibles de générer des bruits sismiques indésirables pour l’étude de la Terre (voir l’article à ce sujet).

Le numériseur échantillonne à un rythme constant (par exemple 100 fois par seconde, soit 100 Hz) le signal analogique continuellement produit par le sismomètre. Les données recueillies sont datées avec précision grâce à une horloge synchronisée via GPS. Le numériseur a la capacité de stocker les données et de les transmettre.

Pour la transmission des données, le numériseur peut être connecté à differents systèmes. En effet la transmission peut emprunter des modes de communication terrestres (téléphone ou internet) ou sans fil (wifi, radio, gsm, satellitaire). Le système de transmission est choisi en fonction de la distance à parcourir et des possibilités existantes sur le site.

Installation et maintenance

Une station sismique conventionnelle demande un effort particulier lors de son installation. Toutes les opérations de terrassement sont exécutées sans remblai, pour éviter les mouvements du sol liés au tassement.

Pour accueillir le sismomètre, il faut réaliser une dalle en béton dense et rigide dans la cave sismique. La cave sismique est drainée pour éviter les infiltrations d’eau.

Toutes les infrastructures, comme le coffret électronique et le châssis des panneaux solaires, sont conçues à l’avance à l'observatoire. Les infrastructures sont ensuite transportées sur le site, parfois à dos d’homme, parfois par hélicoptère.

Le transport des matériaux est souvent un aspect limitant le déploiement de stations sismiques dans les zones inaccessibles. Les stations sismiques sont, par conception, les plus robustes possibles pour limiter le retour des techniciens sur site. Les interventions entraînant des discontinuités d’enregistrement sont à éviter.

Chaque intervention et chaque remplacement de matériel pour maintenance est consigné afin d’être transmis aux utilisateurs des données sismologiques.

Métadonnées

Les caractéristiques de chaque station et leur évolution constituent des métadonnées. Les métadonnées constituent des informations stockées comme un catalogue de données à part entière, est accessible sur la page de requête.

Les métadonnées indiquent par exemple si les mesures enregistrées sont des accélérations ou des vitesses, c’est à dire si elles sont faites par des accéléromètres ou des vélocimètres. Les accéléromètres permettent de meilleures mesures des mouvements du sol de grandes amplitudes.

Par ailleurs, si la grande majorité les stations enregistrent les mouvements verticaux du sol, certaines stations enregistrent, en plus, les mouvements du sol dans deux directions horizontales. Ces dernières permettent notamment de mieux détecter les temps d’arrivées d’ondes de cisaillement et d’améliorer les calculs d’origines.

Les stations sont rassemblées en réseau. Généralement un même organisme gère toutes les stations d’un même réseau. Néanmoins, les réseaux accélérométriques permanents (voir l’article sur le réseau accélérométrique) et Western Indies (voir l’article sur Le Réseau Western Indies) recouvrent plusieurs îles des Petites Antilles et leur gestion est répartie entre les organismes responsables localement.

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