Durant les mois de juin et juillet 2019 l'Observatoire sismologique de Géoazur a prévu de procéder aux travaux préparatoires de l'enfouissement des capteurs large-bande des stations RESIF:
• BLAF (Entrevennes, 04),
• BSTF (La Bastide des Jourdans, 84),
• MLYF (Forcalquier, 04).
Ces trois stations ont pour caractéristiques communes (avec celle d'Artigues, 83: ARTF) de posséder de petits édicules maçonnés créés par l'IRSN à l'époque où ces sites appartenaient à cet organisme. Actuellement les capteurs de ces trois sites ont été provisoirement installés au sol de ces édicules en attendant une solution d'enfouissement pérenne. Théoriquement les enfouissements des capteurs large-bande RESIF sont matérialisés par des forages de 4 mètres réalisés par le BRGM afin d'accueillir des capteurs Nanometrics TRILLIUM 120 PH1. Pour ces trois sites nous n'avons pas pu retenir cette solution jugée trop "lourde" pour des raisons techniques ou environnementales au sens large.
Nous avons donc décider de procéder à un enfouissement à faible profondeur de capteurs de capteurs de type "compact" tels que conçus par les fabricants reconnus de capteurs sismologiques. Cette opération ne nécessitera que des moyens techniques légers de creusement et s'articulera autour de 3 étapes:
1 - L'installation d'un système de mini cuves étanches,
2- La mise en place des capteurs sismologiques avec un azimutage correct,
3- Le remplissage des cuves au moyen de sable.
Le présent article concerne essentiellement le premier de ces 3 points mais nous donnerons pour être tout à fait complet des éléments clef des 2 autres points.
1 - L'installation d'un système de mini cuves étanches
Afin de protéger efficacement les capteurs de ces sites l'Observatoire sismologique a conçu un système de mini cuves métalliques étanches. Elles sont équipables de couvercles différents afin de permettre le passage de câbles sismo sans avoir à démonter les connecteurs. Ces cuves mesurent 1 mètre de hauteur pour un diamètre interne utile de 130 mm.
Trois types de couvercles différents ont été conçus pour permettre le passage du câble:
► Sans connecteur (cas le plus classique) avec un presse-étoupe métallique standard,
► Avec un connecteur jusqu'à 40 mm de diamètre en utilisant un presse-étoupe spécial SCANSTRUT,
► Avec un connecteur de 40 mm sans utiliser de presse-étoupe mais directement un raccord métallique de fixation de gaines CAPRILOK de 48 mm de diamètre.
Les couvercles ont été spécifiquement conçus pour chacun de ces 3 modes d'utilisation. C'est la société Eurotechnic de Vallauris (06) qui a été en charge des travaux d'usinage. La photo ci-dessous montre 4 exemplaires de cuves équipées des 3 modèles de couvercles:
Les 2 cuves de gauches sont équipées d'un couvercle avec presse-étoupe métallique standard, les 2 cuves de droite sont respectivement équipées d'un couvercle avec un presse-étoupe spécial permettant le passage du câble avec connecteur et d'un raccord CAPRILOK permettant le raccordement direct d'une gaine CAPRI de 48 mm de diamètre. Nous avons fait usiner une quatrième cuve en "spare" pour des essais ou aussi en cas de détérioration d'une cuve. Ces cuves vont être enfouies dans le sol dans des trous creusés au moyen d'une mini pelle.
Le fond de la cuve sera enfoui à environ 1,4 mètre de profondeur. Des regards en PVC NICOLL vont servir à protéger le haut de chaque cuve. Un "chapeau" en béton fibré viendra se positionner sur chaque regard. Pour finir une épaisseur de terre d'environ 7 cm rendra totalement invisible la présence de ces éléments. Le schéma ci-dessous montre un exemple typique d'installation:
En fonction des sites il y aura divers ajustements en fonction des couvercles choisis mais le principe reste le même. Le passage de la gaine CAPRILOK dans le regard PVC se fait quant à lui au moyen d'un raccord spécifique.
La photo ci-dessous montre divers éléments:
Les raccords existent sous forme "droit" ou "coudé" afin de s'adapter à des configurations d'installations diverses. Sur cette photo on présente le regard NICOLL équipé d'un raccord CAPRILOK "droit", le couvercle en PVC fourni avec le regard et le couvercle tampon de la cuve qui pour le site de la station BLAF sera équipé d'un presse-étoupe métallique standard. Le fond du regard a été découpé pour permettre le passage du haut de la cuve.
Les divers choix possibles de configurations offerts par ce concept d'installation de mini cuves dépasse le cadre des 3 jouvences prévues en Durance et peut donc intéresser d'autres installations de ce type.
Les chapeaux en béton ont été réalisés à Géoazur spécifiquement pour ces installations. Les photos ci-dessous montre un coffrage et un couvercle terminé:
Un très grand merci ici à Xavier Martin pour la conception et la fabrication de ces éléments importants car ils vont permettre une protection mécanique ainsi qu'une protection thermique supplémentaire.
2 - La mise en place des capteurs sismologiques avec un azimutage correct
2.1 - Le choix des capteurs
Nous avons volontairement choisi des capteurs de types compact pour ces 3 sites donct les caractéristiques sont suffisantes par rapport à l'objectif scientifique de densification de notre réseau permanent dans cette zone géographique. Ce choix s'est de plus appuyé sur une connaissance de ces équipements.
L'Observatoire sismo possède déjà un capteur Nanometrics Trillium Compact 120 PH2 qui a déjà été utilisé lors de campagnes de tests et qui est actuellement installé depuis peu sur la station MLYF de façon provisoire au sol de l'édicule. Une version non PH (posthole) est installée quant à elle sur la station SALSA.
L'Observatoire sismo a par ailleurs commandé en avril 2019 un autre capteur compact mais chez Kinemetrics cette fois, il s'agit du Kinemetrics MBB-2 (livraison prévue en juillet 2019). Il restera à pourvoir un troisième capteur pour le site BLAF.
2.2 - L'azimutage des capteurs
L'Observatoire sismologique a mené récemment en deux phases des campagnes de vérification des azimutages des capteurs des stations dont il a la charge. A ce jour il reste à azimuter 4 sites: les 3 sites de la Durance objet de cette présente opération d'enfouissement des capteurs ainsi que la station RESIF MVIF du Mont-Vial (06).
La mise en place des mini cuves sur les 3 sites en Durance va donc être réalisée de façon à les orienter au Nord géographique à l'aide du gyrocompas dont le prêt est demandé. Cette opération de calage azimutal s'effectuera avant la coulée du mortier à prise rapide autour du fond de la cuve. Pour cela il va être nécessaire de maîtriser deux paramètres:
♦ L'orientation correcte de chaque cuve par rapport au Nord géographique,
♦ Le maintien de l'orientation et du niveau vertical de la cuve durant la prise du mortier rapide.
Pendant les opérations d'installation des cuves dans les trous il est impératif de s'assurer qu'elles ne bougeront pas lors de la coulée et du séchage du mortier à prise rapide.
Pour cela nous avons créé des dispositifs mécaniques provisoires d'alignement-nivellement. La photo ci-dessous montre les cuves ainsi équipées:
Des disques en PVC ont été équipés de trous permettant leur fixation sur la collerette des cuves. Une tige filetée M8 de préhension permet de manipuler les cuves pour les aligner et les niveller. Le maintien de la position est assuré par deux tasseaux de bois fixés d'un côté à la tige filetée et de l'autre au sol.
Sur chaque couvercle de nombreux traits ont été tracès afin de faciliter l'opération d'alignement qui sera réalisée au moyen d'un gyrocompas assocé à un niveau laser.
Pour l'orientation proprement dite de chaque cuve il est nécessaire de matérialiser également sur chacune d'elle de façon indélébile les 4 points cardinaux au moyen d'un trait de scie sur le pourtour extérieur de la collerette de chaque mini cuve. Afin de s'assurer que ces traits de scie soient réalisés le plus précisément possible une pige de marquage a été fabriquée. Elle se fixe sur la cuve en utilisant 2 trous de fixation du couvercle de façon à servir de guide d'appui à une scie métallique en tenant de plus compte de l'épaisseur du trait de scie.
La photo ci-dessous montre la pige fixée avant d'effectuer les traits de scie diamètralement opposés pour matérialiser 2 points cardinaux:
En repositionnant ensuite la pige à 90° on matérialise alors les 2 autres points cardinaux. Avec ce système Disque PVC / cuve repérée on s'assure aisément de l'orientation pérenne de chaque cuve.
Pour plus de amples précisions merci de cliquer ici ou de contacter Didier Brunel.
3- Le remplissage des cuves au moyen de sable
Cette opération est destinée à diminuer le niveau de bruit. Cette amélioration a été constatée par les retours des tests comparatifs qui ont été conduits par RESIF. Ce retour d'expérience va nous permettre désormais de procéder dans les mois à venir au sablage des forages RESIF-BRGM (ARTF, ENAUX, MORSI, SPIF et TRIGF) et aussi au sablage des cuves des 3 sites de la Durance.
Pour ces sites compte-tenu de la faible profondeur des cuves le remplissage sera complet. Il sera juste conservé un espace de 10 cm sous les couvercles qui pourra être utilisé pour enrouler une petite marge de câble et pour placer quelques boites de dessicant du type Silicagel.
Le sable choisi est du sable de Fontainebleau, déjà largement utilisé pour ce type d'opération. Il présente de très bonne caractéristiques de fluabilité et permet facilement son aspiration lors de la désinstallation du capteur. Il sera utilisé environ 21 kg de sable pour chaque cuve. Il a été acheté auprès de la société Grosseron.
Afin de verser proprement le sable dans les cuves en évitant d'en mettre sur les parois nous avons fabriqué un entonnoir de sablage à partir de réductions excentrées et de tubes PVC. Les réductions permettent de passer d'un diamètre de 200 mm à un tube de 40 mm. Pour les cuves de la Durance le tube fait 1 mètre de long. Une rallonge de 2,5 mètres permettra de verser le sable dans les tubes de 4 mètres des forages RESIF-BRGM. Voici une vue de ce dispositif en deux parties:
Le 28 mai 2019 nous avons procédé à une visite des 3 sites avec l'entreprise SIMLAC Terrassement pour implanter sur le terrain les travaux à réaliser. Les vues ci-dessous montrent la topologie des lieux d'implantation des cuves pour ces 3 sites:
Station BLAF (Entrevennes): La cuve sera à 4 mètres de l'édicule
Station BSTF (La Bastide des Jourdans): La cuve sera derrière l'édicule
Son emplacement définitif sera fixé en fonction des difficultés à creuser sur ce site non accessible aux engins
Station MLYF (Forcalquier): La cuve sera à environ 7 mètres de l'édicule
