Observatoire Multidisciplinaire des Instabilités de Versants




Sismologie


Choc principal
Le choc principal (2011/1/9 23:07) à été détecté par de nombreuses stations. Toute les données que j'ai pu récupérer sont disponibles ici (un répertoire par réseau) ou dans une archive (60 Mo) avec toutes les données au format SAC. Les réseaux qui ont enregistré le choc principal sont:
  • SISMALP: une quinzaine de stations courte période ou large bande, 1C ou 3C, en déclenché. La plus proche est la station GRN au Rachais, à environ 3km au Nord.
  • RAP: une dizaine de capteurs accéléro autour de Grenoble en continu. La station OGMU est la plus proche, à environ 2.5 km au Sud.
  • LDG: capteurs large bande en continu. La plus proche est à Auris en Rattier à environ 30 km au Sud Est.
  • Une station à l'ILL sur le polygone scientifique, à environ 2.5 km, mais le temps n'est pas correct.
  • 2 antennes sismologiques (RUI et GAL) à Séchilienne, à environ 18 km au sud est.
Pour plus d'infos sur les stations et les capteurs voir ici. Les positions des capteurs sont dans ce fichier kmz.
Fig 1: Signaux sismiques du choc principal (vitesse du sol, filtrée entre 1 et 20 Hz) des capteurs de SISMALP (GRN, OG13, GDM, OG14,OG06,OG24, OGAG, RSL, RRL, OG35, SURF, OGDI, RSP, EMV, CIRO, GIME, ISO, AIGL, DIX, STV) du RAP (OGMU, OGPS, OGCU,OGDH, OGFH, OGFM, OGFB, OGIM) , de l'ILL (MS06), du LDG (ORT2, LOT2), et de Séchilienne (RUI). Les traces sont triées dans l'ordre de la distance à la source. La courbe pointillée rouge indique le temps d'arrivé calculé pour une vitesse constante de 6 km/s. (Cliquer sur la figure pour l'agrandir).


Ecoute sismique par la station OGMU du RAP au Musée Dauphinois
Cette station fonctionne en continu depuis plusieurs années et permet donc de remonter le temps pour voir l'activité depuis le 9/1/2011 et dans les jours précédants. Les évènement sont détectés à partir du spectrogramme des signaux dans la gamme de fréquence 1-10 Hz. Il n'y a pas grand chose avant le 9/1/2011 (un signal le 2011/1/1 à 3:38) puis de nombreux signaux le 9/1 à partir de 22:43. L'activité continue les jours suivant. On observe en moyenne quelques évènements par jour depuis le 10/1/2011, de taille plus faible que l'évènement principal. Le plus gros évènement détecté depuis le 10/1/2011 a une amplitude environ 10 fois plus faible que le signal détecté le 9/1/2011. La liste des évènements détectés est accessible ici. Certains signaux ont aussi été détectés par la station GRN de sismalp. Les données (fenêtres de 1000 sec au format SAC) sont disponibles depuis Isterre dans le répertoire /lgit2/ahelmste/smv/OGMU/.

Réseau sismologique du Mas Caché
Une station sismologique STM Kephren 9 voie a été installée le 21/1/2011 dans une des maison évacuée du Mas Caché. Il y a 6 vélocimètres verticaux 2Hz et un 3C au centre espacés de quelques dizaine de m. Entre le 21/1 et le 24/1, presque 900 évènements ont été détectés! Les 3 plus gros ont aussi été vus à OGMU, mais avec des amplitudes bien plus faibles. Les signaux détectés à STM ont une gamme de fréquence relativement large entre 1 et 50 Hz avec un pic vers 10 Hz, et des durées variables entre un peu moins d'une seconde et plusieurs dizaines de secondes. Le plus gros signal à une amplitude de 0.04 mm/sec. Les amplitudes sont distribuées suivant une loi de puissance avec un exposant b=1.2. La liste de tous les signaux détectés est ici. Une deuxième antenne sismique a été installée un peu plus au sud-est à côté du point GPS le 9/2/2011 par JR Grasso, Simon Bayle et Lionel Darras. Deux jours plus tard, une troisième antenne a été installée à proximité du sommet du mont Jalla par JR Grasso, Coralie Aubert et Isabelle Douste. Les données (fentêtres de 200 sec ou plus au format SAC, classées par station, année puis jour julien) sont disponibles depuis Isterre dans les répertoires /lgit2/ahelmste/smv/*/YEAR/DAY.
Fig 2: Plan du réseau sismologique (triangles bleu) et de la carrière (couche à ciment en gris, pierre tendre en violet, principales galeries en trait gris). Le losange blanc indique la position du GPS. Les traits rouges et jaunes montrent les fractures apparues en surface (sous le Mont Jalla) ou en profondeur dans la galerie 400. (Cliquer sur la figure pour l'agrandir).


Evolution temporelle de la micro-sismicité
La figure ci-dessous montre l'évolution de la micro-sismicité détectée au Mas Caché entre le 21 janvier et le 9 juin (cliquer sur l'image pour l'agrandir). L'activité a diminuée lentement pendant cette période, à part quelques crises (surtout début février et du 11 au 13 mars). Les fluctuations journalières du nombre de signaux détecté est due à la variation du niveau de bruit: on détecte moins d'événements la journée parce que le seuil de détection est plus élevé. On ne voit aucune influence de la pluie sur la micro-sismicité. Il n'y a pas eu non plus de micro-sismicité déclenchée par le séisme du japon du 11 Mars 2011.
Fig 3: évolution de la micro-sismicité détectée au Mas Caché entre le 21 janvier et le 9 juin par au moins une station. (a) Amplitude (en nm/sec) de chaque signal ; (b) la ligne noire fine montre le nombre de signaux par jour au dessus du seuil de complétude (ligne pointillée bleue sur la figure (a) et la ligne plus épaisse est le nombre cumulé; (c) précipitations journalières (histogramme) et cumulées (ligne noire) et température (d) enregistrées par la station météo de Meylan. (Cliquer sur la figure pour l'agrandir).


Carte de la micro-sismicité
On a localisés tous les 555 signaux détectés par les 3 stations entre le 11 février et le 28 mars 2011. On utilise la même méthode de localisation ("beam-forming") que pour les signaux sismiques enregistrés à Sechilienne. Le catalogue avec la position de tous les signaux détectés par au moins 2 stations est disponible ici. La localisation des signaux n'est pas très précise, de l'ordre de 100 m, un peu moins pour les signaux proches des stations STM et ST2, et plusieurs centaines de m pour les signaux en dehors du réseau. On voit quand même que la sismicité est en partie localisée autour de la galerie endomagée (ligne rouge pointillée) ou proche des fractures observées en surface (ligne rouge continue). Mais il y a aussi des signaux localisés plus loin, au Nord de Lachal, et d'autres plus au sud que la station ST2. On n'a quasiment aucune résolution sur la profondeur. On utilise pour le moment une vitesse uniforme (2300 m/sec), peut-être qu'un modèle de vitesse dépendant de la profondeur permettrait d'améliorer la localisation, surtout en profondeur.
Fig 4: carte de localisation de la micro-sismicité avec tous les signaux détectés par les 3 stations entre le 2011/2/11 et le 2011/3/28. (Cliquer sur la figure pour l'agrandir).


Distribution des tailles d'événements
La figure ci-dessous montre la distribution des magnitudes des microséismes entre le 2 février et le 28 mars. On a gardé uniquement les signaux enregistrés par au moins 2 stations qui ont pu être localisés. Pour des magnitudes plus grandes que -0.5, la distribution suit la '"loi de Gutenberg Richter" comme pour les séismes tectoniques, mais avec un exposant b=1.7 plus grand que la valeur b=1 observée fréquemment. La déviation pour des magnitudes plus faible est du au fait qu'on ne détecte qu'une partie des signaux plus petits que de seuil, à cause de la variation du niveau de bruit jour-nuit mais aussi parce que le seuil de détection augmente plus on s'éloigne des stations. (cliquer sur la figure pour l'agrandir).
Fig 5: distribution des magnitudes et ajustement par une loi de Gutenberg-Richter au dessus de m=-0.5.


Sismique active
Un profil sismique a été réalisé au hameau du Mas Caché le 1/2/2011 par Stéphane Garambois et Bastien Dupuy, avec 24 géophones 4.5Hz espacé de 5 m.
Fig 6: Carte du profil sismique (triangles bleu clair) et de l'antenne 9 voies STM (triangles bleu foncés, le capteur au centre est un 3C) Fig 7: Vitesse des ondes P. Le Nord est à gauche et les losanges indiquent la position des capteurs.