Les outils de sismique

Leur but est de fournir une image de la structure des fonds océaniques.

La sismique réflexion nécessite des équipements lourds, certaines "flûtes" utilisées en réception pouvant atteindre plus de 4 kms de long. Emetteurs (les sources) et récepteurs (les flûtes) sont remorqués par un navire. Les flûtes peuvent comporter plusieurs ensembles de récepteurs (appelés "traces"). Les sources sont constituées par des canons à air ou à eau, ou des sparkers (décharges électriques à haute tension). Mais il n'est pas si lointain le temps où l'on utilisait de la dynamite pour produire les ondes sonores nécessaires !

Les équipements doivent être adaptés en fonction de l'étude poursuivie : profonde ou superficielle, détaillée ou basse résolution. La difficulté réside à trouver le bon compromis entre profondeur de pénétration et résolution. On distingue ainsi :

- la sismique basse résolution (utilisant de basses fréquences, les ondes pénètrent profondément dans les couches, mais la résolution est faible)

- la sismique haute résolution (à des fréquences supérieures, on obtient une meilleure résolution, mais moins de pénétration en profondeur)

- la sismique à très haute résolution (l'étude ne porte que sur les sédiments superficiels, mais est très précise)

L'Ifremer met régulièrement en oeuvre les équipements suivants :

  • sismique "rapide" associant 2 sources (canons à air) et 1 flûte de 300 mètres opérée à 10 nœuds et comprenant 6 traces exploitées indépendamment les unes des autres
  • sismique "24 traces" associant jusqu'à 6 sources (petits canons, sparkers ) et 1 flûte de 300 mètres stabilisée et opérée à 5 nœuds
  • sismique "multi-traces" associant jusqu'à 14 sources (canons à air) et 1 flûte de 4500 mètres stabilisée en profondeur et opérée à 5 nœuds.

Cette dernière nécessite des infrastructures considérables (150 tonnes, 14 conteneurs !). Voir ci-dessous "Equipements disponibles".

En 2004, un nouveau système de sismique rapide a été acquis. Utilisant la même technologie que les dispositifs d'acquisition multi-traces (SMT) et haute résolution (HR), c'est sans doute le système le plus performant à ce jour. Il se compose d'une flûte sismique numérique, d'un container d'électronique d'acquisition, d'un touret de flûte et d'un logiciel de traitement pour le contrôle qualité des données. Les premiers résultats obtenus ont montré une pénétration moyenne de 750 mètres dans les sédiments par des profondeurs allant jusqu'à 4300 mètres, ceci pour des vitesses de surface de 9-10 noeuds.

La sismique réfraction a pour objectif l'étude profonde du sous-sol au delà des sédiments, et donc l'analyse de la croûte océanique. Les signaux émis en surface sont reçus soit par des observatoires posés sur le fond, soit par des flûtes très éloignées des sources (l'Ifremer a ainsi mené une campagne mettant en oeuvre 2 navires, l'un émetteur, l'autre récepteur).

L'animation Flash ci-dessous présente le principe d'une étude combinée "sismique réflexion" et "sismique réfraction" :

Un "canon" remorqué par un navire envoie une onde dont la réflexion dans les couches sédimentaires est captée par un récepteur, la "flûte" (également remorqué par le navire), et la réfraction dans les couches plus profondes, par les stations OBS.