Le parc d'OBS de l'Ifremer

Le contexte

Figure 1

Le département des Géosciences Marines de l’Ifremer conduit des recherches à plusieurs échelles : de celle des plaques (marges et bassins océaniques) à celle des processus actuels (dynamique sédimentaire, circulations de fluides, déformations) observables essentiellement à partir de données fines de surface ou de sub-surface (fig. 1).

Ceci conditionne les activités de sismique du département des Géosciences Marines de l’Ifremer, qui se développent autour de deux axes :

  • la sismique « basse fréquence - grande pénétration », fondée sur l’utilisation combinée de la sismique réflexion multitraces et de la sismique réfraction à base d’OBS ;
  • la sismique réflexion haute résolution, 2D et 3D, pour les études de détail (couverture sédimentaire superficielle, hydrates de gaz, sorties de fluides, etc.), complète par l’apport des OBS.

Un troisième volet est aujourd’hui en train d’apparaître : il s’agit de la recherche sur les phénomènes liés au cycle sismique et sur les relations entre fluides et sismicité. Ce type de recherche passe par la concentration sur le même site de moyens de mesure de paramètres différents tels que l’activité sismique, la déformation dans la croûte, la concentration de certains éléments géochimiques, la température et la pression des fluides, etc.

Les MicrOBS

Les sismomètres de fond de mer (OBS en abrégé pour Ocean Bottom Seismometer) sont des instruments autonomes, disposés sur le fond de la mer, dans le but d’enregistrer les vibrations du sol. Ils mesurent les mouvements dans trois directions (une direction verticale et deux directions horizontales).

  • Ces vibrations peuvent avoir des causes naturelles, comme les tremblements de terre. On parlera alors de sismologie et il faudra une capacité d'écoute de longue durée (plusieurs mois).
  • Les vibrations peuvent être provoquées artificiellement par des sources sismiques telles que les canons à air. On parlera alors de sismique réfraction. Les durées d'enregistrement sont alors inférieures à un mois. Les applications étant techniquement proches on retrouvera des principes de mesures identiques, mais à cause de l'autonomie quelques paramètres techniques seront différents. En conséquence, nous utilisons deux types d'OBS, les MicrOBS pour la sismique réfraction et les LotOBS pour la sismologie (courte période)

Nous présentons ici nos outils de sismique réfraction qui ont pour objectif l'étude de la croûte terrestre et des sédiments superficiels. Ce sont des instruments de sismique ; ils travaillent dans une bande de fréquence supérieure à 4,5 hertz. Disposés "en batterie" sur le fond de la mer, ces stations OBS permettent en comparant les ondes sismiques reçues sur chacune d’elles, d’obtenir la distribution en profondeur des vitesses et propriétés élastiques du sous-sol.

Les MicrObs sont des stations légères exclusivement destinées à la sismique réfraction, que ce soit pour la structure profonde des marges ou les études sur les gaz hydrates. L'animation ci dessous présente le déroulement d'une opération en mer :