Observatoire Multidisciplinaire des Instabilités de Versants



Les données sismologiques au Mas d'Avignonet.

Acquisition : localisation et details techniques

Localisation des stations:

Trois stations sismologiques sont actuellement installées pour étudier le glissement de terrain du Mas d'Avignonet : deux stations(AVPet AVM) sont situées sur le glissement lui-même, la troisième, sur le socle calcaire affleurant, sert de station de référence. Elle avait d'abord été installée au Collet de Sinard (CSI), et a été déplacée un peu plus au Nord (AVR) au cours de l'été 2007 pour des raisons pratiques.

Fig 1 : Position des stations sismologiques utilisées pour étudier le glissement de terrain du Mas d'Avignonet :
AVP et AVM sur le glissement, et CSI puis AVR comme stations de référence.
Les stations GPS sont également indiquées pour référence.

Coordonnées des 3 stations :
CSI N44°56'44'' E5°38'51'' 944m
AVR N44°57'21 E5°39'11 918m
AVP N44°56'29'' E5°40'20'' 748m
AVM N44°56'31'' E5°40'31'' 708m


Fonctionnement des stations :

Installations et désinstallation des stations :
AVP et AVM 21 septembre 2006 - aujourd'hui
CSI 30 novembre 2006 - 13 septembre 2007
AVR 5 décembre 2007 - aujourd'hui

Fig 2 : Schéma de fonctionnement des stations sismologiques du Mas d'Avignonet.    

Pour avoir les détails de la disponibilité des données, visualisez le fichier de fonctionnement des stations

Description technique des instruments utilisés.
description des sites
CSI capteur sur le rocher à 25cm de profondeur, capteur et station dans des caissons thermiques.
AVR capteur à 50cm de profondeur à 10m de la station installée dans un caisson thermique.
AVP capteur enterré à 30 à 40cm de profondeur ; capteur et station dans des caissons thermiques.
AVM capteur et station abrités dans une maison expropriée, capteur sur la terre au niveau des fondations.

Les capteurs et numériseurs utilisés sont répertoriés et décrits dans la base de données BDSis.

La vitesse d'oscillation de la particule de sol est convertie en signal électrique par le capteur, puis numérisée par la station sismique, ou numériseur. Pour retrouver ces mouvements, il faut donc déconvoluer le signal enregistré d'abord par la fonction de transfert du numériseur, puis par celle du vélocimètre.
Cliquez ici pour acceder aux fichiers de reponse instrumentale.

Le signal est enregistré la plupart du temps à une fréquence d'échantillonnage de 125Hz, et pour certaines périodes à une fréquence de 250Hz.

Mise à disposition des données.

Les données de séismes sont disponibles dans la base de données BDsis, basée sur les catalogues de l'USGS et de Sismalp.

Cliquez ici pour avoir accès à la page de BDSis dédiée au Mas d'Avignonet.

Caractéristiques du bruit ambiant

Un exemple des enregistrements obtenus est montré dans la figure 4, gauche. Le suivi des contenus spectraux aux stations AVP, AVM et AVR (figure 4, 3 images de droite) montrent des comportements différents aux 3 stations. AVP, isolée dans un pré, enrgistre une activité sismique plus basse fréquence qu'AVM, situé dans l'une des maisons évacuées, au coeur d'un lotissement. Les deux stations montrent des forts pics monofréquentiels dans la bande de fréquence 0-10Hz (figure 4, droite), masqués à AVM dans la journée par l'amplitude du bruit de l'activité diurne. 


 Fig 4 : Bruit ambiant enregistré aux stations:
- Gauche : 2 minutes de signal enregistré à CSI, AVP et AVM.
- Droite : Evolution des spectres de la composante Z aux stations AVP, AVM et AVR, calculés jour par jour pour le début de l'année 2008.



Fréquence de résonnance : rapport H/V aux 4 stations.

Les rapports H/V aux quatre stations ont été calculés avec le logiciel Geopsy. Les deux stations de référence (CSI et AVR) ne montrent pas de fréquence de résonnance, comme attendu pour des sites au rocher. A la station AVP, la fréquence de résonnance se situe à 0.7Hz, comme observé dans l'étude de profils H/V (Beaurez, 2005). A la station AVM, la courbe du rapport H/V est plus compliquée, avec un pic moins marqué qu'AVP ; ce comportement est sans doute influencé par la géométrie fortement non 1D du sous-sol sous cette station.

Fig 5: Evolution du rapport H/V aux 4 stations.
AVM (haut, gauche) et AVP (haut, droite),
CSI (bas, gauche) et AVR (bas, droite))

Evolution de l'énergie

La figure 6 montre l'évolution de l'énergie cumulée au cours du mois de février 2008, sur les trois composantes de chacune des trois stations. L'activité diurne est marquée par des sauts de période d'un jour, très visibles à AVM et AVR. Le saut au 14/02/2008 correspond au séisme de Grèce (magnitude 6.1, suivi de deux répliques la même journée de magnitude 5.9 et 4.6). Pour interpéter les autres sauts, il faudra revenir aux données elles-mêmes pour reconnaitre la nature de l'événement qui engendre ce saut (séisme local, signal provenant du glissement de terrain, activité particulière autour de la station (ex : visite) ou problème électronique...)

Fig 6: Energie cumulée aux trois stations au cours du mois de février 2008, sur les trois composantes. 


Propagation des ondes : inter-corrélations du bruit ambient.

L'inter-corrélation du bruit ambiant enregistré à deux stations simultanément permet de retrouver, dans certaines conditions, la fonction de propagation des ondes d'une station vers l'autre : l'intercorrélation des composantes ZZ, ZR, RZ ou ZZ permet de retrouver les ondes de Rayleigh, celles des composantes TT les ondes de Love. La figure 6 montre l'émergence de la fonction de propagation avec  l'augmentation de la durée de signal corrélée. A 3 Hz, le signal est à peu près symétrique : des ondes se propagent dans les deux directions. A 60 Hz, le signal est asymétrique : les sources de bruit à cette fréquence ne sont pas réparties tout autour du couple de stations, mais d'un côté seulement.
Fig 7: Amélioration du signal d'inter-corrélation de bruit ambiant entre AVP et AVM, par la durée de signal corrélé.
Gauche : autour de 3Hz ; Droite : autour de 60Hz.


La dispersion des ondes de surfaces est observable grace au filtrage des inter-corrélations autour de différentes fréquences.

Fig 8 : Dispersion (variation de la vitesse en fonction de la fréquence) observable à partir du filtrage de l'inter-corrélation dans différentes bandes de fréquences - comparaison avec les résultats obtenus sur un profil sismique proche des stations.
Bleu : actif, Vert : intercorrélation AVM x AVP ; Noir : intercorrélation AVP x AVM.


Effets de site : rapports spectraux entre les stations du glissement et la station de référence.

Les rapports spectraux  permettent de mettre en évidence les fréquences d'amplification des ondes sur un site. Ces rapports sont calculés pour des séismes sortant du bruit aux deux stations. Ils correspondent au rapport du spectre de la station au site considéré sur  le spectre d'une station de référence, au rocher.





Fig 9: Effets de site :
Haut : effet de site à AVM :
Gauche : Séisme du 17 février 2008 à Albertville, enregistré à AVM (glissement) et AVR (référence).
Droite : Rapports spectraux (AVM/AVR) pour 3 séismes de fin 2007 - début 2008.

Bas : effet de site à AVP :
Gauche : 
Séisme du 17 février 2008 à Albertville, enregistré à AVP (glissement) et AVR (référence).
Droite : Rapports spectraux (AVP/AVR) pour 3 séismes de fin 2007 - début 2008.

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