Construction large bande de Résif : travaux d’installation

Les travaux de construction des stations sismologiques du RLBP se divisent en deux grandes familles suivant si le site est en milieu fermé (grotte, caverne, tunnel, cavité…) ou en milieu ouvert (terrain nu). Dans le monde et depuis plusieurs décennies, les sismomètres large-bande sont très souvent installés en milieu fermé, afin d’avoir un lieu stable en température, pression atmosphérique et humidité. Mais, avec l’objectif d’une couverture homogène sur le territoire métropolitain, de nombreux endroits en France ne permettent pas ce type d’installation. Le RLBP a développé une solution de forage peu profond pour pallier cette situation en offrant une qualité de signal inédite.

Milieu fermé

Les travaux d’installation consistent principalement à aménager le lieu où est posé le sismomètre, on parle alors de capteur de sol. Il faut sécuriser les accès et organiser les adductions d’électricité et de télécommunications. Une liaison GPS est nécessaire pour l’horodatage ce qui implique la nécessité de tirer un câble jusqu’à l’extérieur du lieu, dans zone capable de capter le signal satellite. Seules de rares stations sont équipées de fibre optique pour apporter le signal GPS quand la distance entrée l’entrée et le numériseur est trop grande.

 Entrée de la station sismologique PYLO de Résif-RLBP à Lourdes (Hautes-Pyrénées)

Entrée de la station sismologique PYLO à Lourdes (Hautes-Pyrénées) © Hélène Pauchet, OMP/IRAP – En savoir plus

Entrée de la mine désaffectée où est installée la station sismologique RONF de Ronchamp (Haute-Saône)

Entrée de la mine désaffectée où est installée la station sismologique RONF de Ronchamp (Haute-Saône) © Hélène Jund, Eost – En savoir plus

Grotte de station sismologique GRN située sur la commune de La Tronche (Isère)

Grotte de station sismologique GRN située sur la commune de La Tronche (Isère) © Mickaël Langlais, ISTerre – En savoir plus

Milieu ouvert

Après validation du site par les correspondants RESIF-CLB et le comité de pilotage, la parcelle qui va accueillir la nouvelle station sismologique est, en général, nue. Les travaux de construction nécessitent en général plusieurs engins de chantier. Dans le cas où les réseaux d’électricité et l’ADSL sont à proximité de celle-ci, il convient de réaliser la tranchée qui permettra l’adduction des réseaux. Si le site est trop éloigné il est alors alimenté électriquement par des panneaux solaires et transfère les données par le réseau de téléphonie mobile. Dans tous les cas, la phase de construction la plus cruciale est la foration. Dans les terrains où la roche est soit affleurante soit à quelques mètres sous la surface, les forages sont entre 6 et 10 m et, dans les milieux sédimentaires, ils peuvent aller jusqu’à des profondeurs de 20 ou 30 m. Le critère est d’arriver à forer jusqu’à rencontrer une couche rocheuse compétente qui permet un meilleur couplage avec le milieu.

La verticalité lors de la foration doit être suffisante pour assurer un enrobage homogène autour du tubage en respectant les exigences de verticalité de celui-ci. En effet les capteurs de forages utilisés, une fois déposés au fond du tube, sont capables de compenser un angle de maximum 5°. Le tubage est en acier de type S235JR, quatre centreurs sont mis tous les 90° aux extrémités du tubage et au milieu. Le fond du tube est fermé par une plaque en acier de même épaisseur afin qu’il soit entièrement étanche. Lorsqu’il faut assembler bout à bout deux portions de tubes, la jonction est soudée sur place. Une fois le tubage positionné, l’espace entre le forage et celui-ci est rempli avec un coulis de ciment (ciment+eau) pour assurer une très forte cohésion avec le sol. Une patte permettant la mise à l’équipotentielle du tubage est réalisée dans la partie haute.

En surface la tête de forage est composée d’une dalle, d’une buse en béton et d’un couvercle. La désolidarisation du tubage avec la dalle est assurée par une bande de mousse.

Plan infrastrustucture Résif en forage : vue en plan de l'infrastructure

Plan d’une station prototype (2015) © Résif

Sur le site, en dehors de la tête de forage, deux autres éléments sont présents : un regard intermédiaire et une dalle sur laquelle est posée la zone technique (baie outdoor) qui renferme le numériseur, l’alimentation électrique et les batteries, la télécommunication et le matériel de supervision et de gestion de l’alimentation. Le regard intermédiaire est là pour l’installation ultérieure éventuelle d’autres systèmes d’acquisition scientifiques.

Route montagneuse vers le site accueillant les travaux de la station sismologique OGCY à Champagny-en-Vanoise (Savoie)

L’accès à certains sites est difficile, en témoigne la route vers le site accueillant les travaux de la station sismologique OGCY à Champagny-en-Vanoise (Savoie). Le camion de la Division technique du CNRS-Insu embarquant le compresseur nécessaire au forage a rencontré quelques problèmes pour parvenir au site © Luigi Ardito, BRGM – Voir plus d’images

Plan infrastrustucture Résif en forage : coupe de fond de forage

Plan d’une station prototype (2015) © Résif

Réalisation du forage de la station sismologique FOURG dans le cadre du projet de Construction large bande du Réseau sismologique et géodésique français Résif durant l’été 2018 par une équipe de l'Eost et du BRGM à Fourg (Doubs)

Réalisation du forage de la station sismologique FOURG dans le cadre du projet de Construction large bande du Réseau sismologique et géodésique français Résif durant l’été 2018 par une équipe de l’Eost et du BRGM à Fourg (Doubs) © Jérôme Vergne, Eost – En savoir plus