Station SBUB
D'un point de vue pratique et logistique, on peut distinguer deux catégories de stations de mesure sismique: les stations permanentes (pour des mesures à long terme) et les stations temporaires (pour des campagnes de mesure à court ou moyen terme). Les stations permanentes sont souvent plus compliquées d'un point de vue logistique et des efforts sont faits pour construire des stations performantes et à faible bruit, en utilisant des instruments de la plus haute qualité. Les stations temporaires nécessitent généralement moins d'ingénierie et sont plus faciles à installer, à retirer et à réutiliser. C'est pourquoi la construction des
L’objectif principal des stations permanentes consiste à observer la sismicité, autrement dit l’activité sismique. Plus nous mesurons longtemps, plus nous enregistrons de tremblements de terre, ce qui nous permet d'améliorer notre compréhension du comportement de la Terre sous nos pieds.
Dans le cas des stations sismiques, on utilise deux types de capteur:
- Les sismomètres à large bande sont en mesure d’enregistrer à la fois les secousses les plus infimes issues de séismes proches, très faibles d’une magnitude inférieure à 1 et les tremblements de terre (lointains) régionaux et télésismiques. A partir d’une magnitude de 5, on peut même détecter les séismes se produisant à l’autre bout du monde.
- Les accéléromètres sont conçus pour enregistrer de forts mouvements du sol, déclenchés par des séismes importants se produisant à proximité.
Le Service Sismologique Suisse exploite environ 70 stations à large bande situées avant tout sur des sites calmes et isolés avec peu de bruit de fond. Les quelque 130 accéléromètres se trouvent, en revanche, principalement en milieu urbain pour mesurer les secousses déclenchées par des séismes de forte amplitude dans les régions présentant un risque sismique élevé. Pour de plus amples informations, cliquez ici.
Les lieux d’installation des stations sont choisis en fonction de critères scientifiques. D’une part, il est important de placer une station à proximité des zones sismiques escomptées et, d’autre part, il convient de structurer le réseau des stations de manière à surveiller les régions à activité sismique avec une bonne couverture azimutale. Il est possible de localiser un séisme avec précision uniquement s’il est enregistré par plusieurs stations situées à des distances et dans des directions différentes.
Observez dans cette vidéo comment le Service Sismologique Suisse a installé une station sismologique dans le laboratoire souterrain du Mont Terri début 2014 :
Suivez la construction d'un station sismologique permanente à Lauchernalp dans le Lötschental grâce à la galerie de photos :
Une fois que la région cible a été définie, les employés du Service Sismologique effectuent des essais de mesure pour savoir où se trouve le site le plus calme. En règle générale, il y a beaucoup de bruit ambiant à proximité des routes, villages ou voies ferrées. Par conséquent, les sites appropriés se trouvent souvent à l’écart de la civilisation. Moins les mesures sont «parasitées» par des bruits de fond et plus il est facile d’enregistrer des séismes de moindre importance. La photo montre l’emplacement, avant l’installation de la station permanente à large bande appelée LAUCH. La station est située près de la Lauchernalp, dans la vallée du Lötschental, à plus de 2000 mètres d’altitude. Sa tâche principale consiste à enregistrer les séismes qui se produisent en Valais, une des zones sismiques suisses les plus actives.
Avant de choisir définitivement un site et en tenant compte du bruit ambiant, on doit se poser les questions suivantes: sera-t-il facile d’obtenir une autorisation? Cet endroit se prête-t-il à l’installation d’une station? Si tel est le cas, à quel prix? Est-il possible de garantir une alimentation électrique et une communication ininterrompues? Les sismologues et les techniciens examinent ensemble les réponses à ces questions puis choisissent le meilleur site. La photo illustre la vue plongeante que l’on a depuis la station sur la vallée du Lötschental, en direction du sud-est. Le sommet qui se dessine à droite est le Bietschorn (3934 mètres).
Il est ensuite possible de monter la station, tout en sachant que chaque site (bâtiment abandonné, trou fraîchement creusé dans la terre, grotte, bunker, etc.) requiert une solution particulière. En règle générale, on a toujours besoin d’une fondation en béton pour garantir une bonne jonction entre le sismomètre et le sous-sol. Ensuite, on tire les câbles d’alimentation électrique et de communication. Pour terminer, on isole le sismomètre (surtout contre les effets thermiques) et on le protège de manière appropriée. Cette phase de construction peut prendre quelques jours voire quelques semaines. La station LAUCH est située en peu en dehors du village. La connexion au réseau électrique et à internet est assurée par un long câble et les frais de transport sont raisonnables, même si un hélicoptère doit amener les lourds composants à partir du village.
Le trou fraîchement creusé atteint l’extrémité supérieure du rocher. On creuse plusieurs trous d’ancrage dans lesquels on place des barres de fer pour assurer un meilleur contact avec la fondation.
Ces barres de fer servent d’ancrage permettant de stabiliser la fondation et de bien la fixer au rocher.
La barre en arrière-plan sert à fixer l’antenne GPS et le parafoudre.
L’enveloppe en mousse bleue sert d’isolation thermique.
Dans le même temps, des préparatifs sont effectués au centre de traitement des données du Service Sismologique Suisse pour intégrer la station au système de surveillance sismique. En l’occurrence, on teste la connexion internet ainsi que la transmission et l’enregistrement des données. Puis la station est mise en service et contribue à partir de ce moment précis à enregistrer et à localiser les séismes.
Après que l’hélicoptère a déposé un chargement de gravier autour du puits lors de sa dernière rotation, la station, maintenant prête, domine la vallée. Les coûts d’une station permanente sont plus élevés que ceux d’une station temporaire parce qu’il faut acheter l’ensemble du matériel et monter la station de manière fixe sur un site. De plus, la recherche d’un site adéquat peut parfois prendre beaucoup de temps. Les coûts de construction dépendent des travaux nécessaires et des solutions de transport. Les frais annuels d’entretien d’une station représentent environ 10 % de ses frais d’installation.
Les stations temporaires sont installées pour une période allant généralement de quelques semaines à quelques années. Les raisons scientifiques de l'utilisation d'une telle station sont multiples et comprennent l'étude de structures terrestres spécifiques, la surveillance des répliques de forts tremblements de terre et l'analyse détaillée d'une série particulière de tremblements de terre ou d'autres événements sismiques mesurables (naturels ou provoqués par l'homme).
Cette galerie de photos illustre la mise en place d’une station sismique au Bhoutan. Cette station fait partie d’un réseau temporaire destiné à explorer les structures profondes de l’Himalaya :
Cette station fait partie d’un réseau temporaire destiné à explorer les structures profondes de l’Himalaya.
Le site situé derrière une petite colline au milieu d’une pommeraie semble être l’endroit idéal.
Des maisons existantes (de préférence inhabitées ou des caves), des abris (existants ou construits à cet effet), des puits (creusés à cet effet et munis d’un cylindre en plastique pour l’isolation) ou toute autre solution réaliste pouvant être mise en pratique avec un peu d’imagination peuvent être utilisés pour installer des stations temporaires.
L’abri d’une station temporaire doit résister uniquement le temps des mesures. L’installation d’une station temporaire dure donc la plupart du temps moins d’une journée. A l’heure actuelle, il est souvent possible d’établir des connexions de communication permanentes (grâce aux réseaux de téléphonie mobile, à internet ou à des satellites). Néanmoins, de nombreuses stations temporaires enregistrent les informations uniquement sur place.
Une fois le nouvel abri fin prêt, les instruments sont mis en place. Il s’agit d’un sismomètre, d’un système d’enregistrement des données, d’une batterie (pas encore branchée sur cette photo) et d’un chargeur. Une antenne GPS et un panneau solaire, que l’on ne voit pas sur la photo, font également partie de la station.
Son alimentation est donc assurée par une batterie et un panneau solaire. Afin de réaliser des économies d’électricité, on n’a pas installé de connexion de communication. On a ensuite fermé l’abri qui a été livré à son propre sort au cours des mois suivants. Les coûts d’une station temporaire sont moins élevés que ceux d’une station permanente parce que le matériel n’est pas installé de manière fixe et que l’on consacre moins de temps à la recherche d’un site. Les frais liés à la transmission des données varient considérablement et sont tantôt supérieurs, tantôt inférieurs à ceux d’une station permanente. Les frais de transport et de déplacement pour procéder à la maintenance d’une station temporaire sont toutefois plus élevés que les coûts d’entretien d’une station permanente.
Une première visite de contrôle effectuée après trois mois montre que la station a bien tenu le coup et qu’elle a enregistré des données sans interruption. On a rajouté une clôture pour protéger la station des animaux. De plus, l’équipe a apporté un deuxième panneau solaire pour avoir assez de courant même pendant les mois d’été souvent nuageux à la mousson.
Lors d’une deuxième visite après six mois, la station était encore intacte et ne présentait toujours pas de défaillances d’enregistrement. Seule l’herbe avait poussé tout autour pendant l’été.
Dans cette vidéo, regardez comment une fondation en béton est réalisée dans la cave d'une habitation :
Ce court film montre l'installation de deux panneaux solaires qui seront ensuite connectés aux instruments dans le bâtiment :
