Charvis, Philippe

Hello, Yann

Horizon / Pleins textes


ORIENTATIONS 
ET NOUVELLE 
ORGANISATION SCIENTIFIQUES 
DE L’ORSTOM 
MM. Michel AURILLAC et Jacques VALADE, respectivement ministre de la Coopération et minis- 
tre de la Recherche, ont indiqué le 19 mai au siège de la rue La Fayette les nouvelles orientations 
de l’ORSTOM. Etaient invités à cette réunion les Chefs de Service, de Départements et des Com- 
missions Scientifiques. Se tenait ensuite une conférence de presse à laquelle participaient les jour- 
nalistes de la presse écrite et audiovisuelle, spécialistes des pays en voie de développement. 
MM. François DOUMENGE et Philippe TENNESON, respectivement Président du Conseil d’Admi- 
nistration et Directeur Général ont signifié les grands axes de réflexion et indiqu6 les premières 
décisions pour mettre en œuvre la politique de recherche définie par les deux ministres de tutelle. 
Vous trouverez ci-dessous des extraits de chaque intervention. 
François DOUMENGE, PRÉSIDENT 
DU CONSEIL D’ADMINISTRATION 
[. . .] “DU fait de son histoire et aussi du fait des deman- 
des pressantes de ses partenaires, l’ORSTOM a la res- 
ponsabilité de maintenir et de développer une extrême 
variété de programmes participantà la collecte des don- 
nées fondamentales qui sont à la base du maintien de 
la vie végétale, animale et humaine dans des régions sou- 
mises à des conditions spécifiques contraignantes. 
Ainsi, en dehors de la poursuite de recherches liées aux 
réseaux internationaux, la vocation de I’ORSTOM a été 
de créer des centres d’excellences sur des thèmes por- 
teurs de la zone inter-tropicale, à la demande et en con- 
certation avec des pays hôtes et aussi en collaboration 
avec les autres grands instituts français de recherche qui 
sont des partenaires sans lesquels les actions ne pour- 
raient se poursuivre et trouver leur aboutissement dans 
des réalisations porteuses de progrès techniques et 
d’innovations [. . .] 
On trouvera de nombreux exemples des résultats qui 
peuvent être affichés avec fierté par I’ORSTOM et ses 
chercheurs en parcourant les derniers bulletins de notre 
périodique ORSTOM-Actualités qui depuis 1986 a pu, 
par exemple, présenter la contribution de I’ORSTOM à 
la connaissance du milieu amazonien, à l’étabiissement 
d’un nouveau système cartographique thématique, à 
l’organisation de la lutte contre la fièvre jaune en Afri- 
que de l’ouest, à la connaissance renouvelée des struc- 
tures géophysiques du sud-ouest du Pacifique et de cer- 
taines grandes formations géologiques, depuis le précam- 
brien de la plate-forme togolaise où viennent d’être loca- 
lisés de nouveaux gisements de phosphates, jusqu’au 
groupe des salars du quaternaire de l’altiplano bolivien 
où ont été mises en évidence, par les équipes de l’ORS- 
TOM, les plus grandes réserves mondiales connues à 
l’heure actuelle de lithium et d’autres métaux rares [. . .] 
Compte tenu des capacités présentes d’intervention de 
l’ORSTOM et compte tenu de la demande pressante de 
nos partenaires et aussi des autres intervenants nationaux 
et internationaux, il me semble que l’orientation scienti- 
fique prioritaire et l’investissement, à la fois technique et 
humain, pour l’ORSTOM peuvent être trouvés dans cinq 
orientations principales. 
I. Veau source de vie 
C’est sur l’hydrologie superficielle et sur l’utilisation de 
ces ressources que I’ORSTOM a contribué le plus effica- 
cement à l’organisation d’un ensemble cohérent de con- 
naissances, de techniques et de méthodes qui sont essen- 
tielles pour préserver le capital nature! des potentialités 
vitales et pour lui permettre de s’exprimer par la protec- 
tion des sols, par la valorisation des cultures et en défini- 
tive par le maintien d’une vie paysanne et d‘une struc- 
ture rurale [. . .] 
2. Les plantea alimentaires 
II apparaît maintenant clairement que seule la maîtrise 
des plantes alimentaires permettra à l’humanité tropicale 
de survivre dans ses fondements ruraux menacés par la 
prolifération urbaine [. . .] 
3. Ea protedioiì de !a sailte de 
1’humani.t6 tropicale 
La zone inter-tropicale est particulièrement menacée par 
de grandes endémies et I’ORSTOM s’est déjà distingué 
dans les luttes contre les maladies à vecteurs. Les orga- 
nisations internationales et les états soucieux d’une cou- 
verture cohérente et efficace ont d’ores et déjà largement 
eu recours au service de I’ORSTOM, que ce soit pour 
les luttes contre les maladies telles que le paludisme, la 
fièvre jaune, la maladie du sommeil, les multiples for- 
mes d’arboviroses, de filarioses, etc [. . .] 
2 
Préparation d’un OBS. 
LES STATIONS SISMIQUES 
SOUS-MARINES 
Le Pacifique Sud-Ouest étant une zone privilégiée 
pour l’étude de la tectonique des plaques dans un envi- 
ronnement essentiellement marin, l’équipe de 
Géologie-Géophysique de Nouméa s’est dotée de sta- 
tions sous-marines autonomes (appelées OBS pour 
Ocean Bottom Seismometer) capables d’enregistrer 
jusqu’à 10.000 m. de profondeur des ondes sismiques 
générées par des sources artificielles (explosions) ou 
des séismes. 
Ces outils permettent une 
investigation profonde de la 
croûte terrestre. Ils sont uti- 
lisés pour connaître la géo- 
métrie et la nature des dif- 
férentes couches consti- 
tuant les 20 à 30 premiers 
kilomètres du globe terres- 
tre (méthode de sismique 
réfraction, la source est arti- 
ficielle). Les OBS permet- 
tent d’appréhender la struc- 
ture et la nature des arcs 
insulaires et des bassins et 
par Ià même d’en reconsti- 
tuer l’évolution géodynami- 
que. Ils sont également 
employés pour étudier 
l’activité sismique locale 
dans le but d’analyser les 
déformations actives aux 
limites de plaques (sismolo- 
gie). Dans ce type d’étude, 
ces stations peuvent cons- 
tituer un complément des 
réseaux existant à terre, ou 
bien former des réseaux 
autonomes dans des zones I 
océaniques profondes. 
L’équipe de Géologie 
Géophysique de l’ORS- 
TOM de Nouméa a donc 
commencé à s’équiper de 
ce type de matériel voici 
cinq ans, par la construc- 
tion d’une série de 6 sta- 
tions dites de première 
génération (enregistrement 
analogique en modulation 
de fréquence). Cela fut 
possible grâce à I’étroite col- 
laboration menée en ce 
domaine avec l’Institut de 
Géophysique de l’Univer- 
sité du Texas (UTIG) de- 
puis une dizaine d’années. 
Les stations construites à 
Nouméa à la fin de l’année 
1981 sont les répliques de 
celles utilisées à l’époque 
par I’UTIG. Le prototype 
oui a servi de modèle a été 
d’une mission de deux 
mois. 
Les excellents résultats 
obtenus au cours des mis- 
sions EVA 10 (Vanuatu) et 
Corindon 3 (Indonésie), 
nous ont amené à envisa- 
ger la construction d’une 
nouvelle série, dite de 
deuxième génération 
(enregistrement numéri- 
que) afin d’avoir un nom- 
bre suffisant de stations 
pour permettre des expéri- 
mentations sismologiques. 
Cela fut réalisé en 1983, de 
la même manière que pour 
la première génération. 
Nous disposons aujourd’hui 
de 10 stations en état de 
fonctionnement. 
Le choix de ces stations a 
été déterminé par deux fac- 
13 
Navire océanographique 
/ 
p n o n  à air Niveau .de la mer 
. 
Trajets des ondes -i . 
\ \  '. 
. . . . . . 
. . . . . . 
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\ '  
\ \  
\ \  . . . i \  
\ \  
\ \ ' lL& Fond de l'océan 
Largage d'un OBS. 
Propagation des ondes dans l'eau et dans les couches supérieures de la croûte. 
male de l'électronique et 
faible coût. Leurs faibles 
poids et encombrement 
facilitent la mise à l'eau et 
la récupération. En effet ces 
OBS peuvent être manipu- 
lés par deux personnes et 
ne nécessitent aucun 
moyen de levage important 
(grue). 
Les différents paramètres 
de mise en œuvre (fré- 
quence de numérisation, 
longueur de fenêtres 
d'enregistrement.. .) sont 
calculés et mémorisés sur 
EPROM en utilisant un 
micro-ordinateur de type 
Macintosch ; ce dernier 
permet aussi de commen- 
cer le dépouillement à bord 
du navire et d'e-ffectuer des 
tracés des données. 
La sphère fermée, l'élec- 
tronique est alors placée en 
atmosphère neutre (azote). 
L'étanchéïté est assurée par 
la pression qui s'exerce sur 
les deux hémisphères, dont 
les surfaces de contact, spé- 
cialement usinées, sont 
minutieusement préparées 
et repérées. Un joint en 
mastic est ensuite appliqué 
à l'extérieur pour assurer 
I'étanchéïté en surface. Les 
deux hémisphères sont 
maintenues en place par 
des colliers en acier inoxy- 
dable. 
L'électronique ainsi que 
les capteurs (sensibles au 
mouvement du sol) rési- 
dent à l'intérieur de la 
sphère. La mise en route 
de l'enregistreur magnéti- 
que engendre un bruit 
(vibrations du moteur) bien 
supérieur au signal sismi- 
que à enregistrer. Ceci 
oblige à stocker les données 
numérisées en mémoire 
pendant l'acquisition du 
signal. L'OBS est par con- 
séquent sourd pendant le 
transfert des données de la 
mémoire sur le support 
magnétique (quelques 
secondes). Le fonctionne- 
ment est caractérisé par 
une série de séquences 
d'écoute (stockage du 
signal en mémoire) puis 
d'enregistrement. 
Les OBS peuvent être uti- 
lisés dans deux configura- 
tions différentes, pour des 
études sismologiques ou de 
sismique réfraction. 
SISMOLOGIE 
La station fonctionne en 
déclenchement, c'est-à-dire 
que le mouvement du sol lié 
au séisme provoque I'acqui- 
sition des données. 
Les OBS sont utilisés pour 
réaliser des études détaillées 
dans une zone océanique 
présentant un fort potentiel 
sismique. Au cours de la 
campagne Eva 13 (août- 
septembre 1986), 2 réseaux 
successifs de 13 puis 12 sta- 
tions ont été déployés dans 
un carré de 55 km de côté. 
Chaque réseau est resté en 
place pendant un mois envi- 
ron. Ils ont été placés au 
niveau de la zone de sub- 
duction des Nouvelles- 
Hébrides (Vanuatu), oÙ la 
plaque australienne glisse 
sous la plaque pacifique 
à une vitesse d'environ 
10 cm/an. Ce glissement 
est générateur de nombreux 
séismes qui peuvent locale- 
ment être en relation avec le 
relief de la plaque plon- 
geante. 
Pour un séisme enregistré 
par au moins 3 stations et 
situé sous le réseau, on 
pourra calculer : 
- son foyer, c'est à dire le 
point (profondeur, latitude, 
longitude et heure d'origine) 
où s'est produite la rupture 
des roches qui est la cause 
du séisme (dans ce cas ces 
fractures se font sous l'effet 
de l'accumulation des con- 
traintes lié au glissement des 
plaques) ; 
- le mécanisme au foyer, 
qui caractérise l'orientation 
de la fracture et le sens du 
mouvement initial. 
Cette étude permettra de 
mieux connaître les problè- 
mes mécaniques liés aux 
grands phénomènes géolo- 
giques de la tectonique des 
plaques. 
SISMIQUE 
La station est programmée 
pour enregistrer pendant un 
laps de temps connu (15 s. 
par exemple) à des instants 
déterminés à l'avance. Dans 
ce cas, on cherche en effet 
à enregistrer les ondes émi- 
ses par une source sismique 
(canons air, explosifs) dont 
on connaît précisément 
l'heure d'activation (contrai- 
rement aux séismes dont on 
ne sait évidemment pas 2 
l'avance à quelle heure ils se 
produiront). 
Plusieurs stations (généra- 
lement 4 ou 5), sont ali- 
gnées, sur un profil de 
100 km. Le navire parcourt 
ensuite ce profil en produi- 
sant à intervalles réguliers de 
RÉFRACTION 
5 io I5 Distance (km) 20 
Tracé des enregisirements en fonction de la distance tir-OBS. 
On voit des am.vées d'ondes alignées et numérotées. 
(O) : onde se propageant dans l'eau à 1.5 km/s. 
(1) : onde se propageant dans la couche 1 : la ritesse est voisine de 2.5 kmís. 
(2) : onde se propageant dans la couche 2 à 6,5 km/s. 
petites explosions sous-ma- 
rines génératrices d'ondes 
sismiques, appelées tirs (il y 
a environ 1 O00 tirs par pro- 
fil qui sont enregistrés par 
5 stations différentes, ce qui 
fait 5 O00 enregistrements 
par profil). Cette explosion 
consiste généralement en la 
libération brutale d'air com- 
primé à 130 bars environ 
dans une chambre (canon à 
air) traînée derrière le 
bateau. 
Les ondes émises par le 
canon à air à des distances 
variables (schéma 1) et qui 
se sont propagées dans 
l'eau et les différentes cou- 
ches du sous-sol océanique 
sont enregistrées sur chaque 
station. 
Ces enregistrements peu- 
vent être ensuite dessinés 
sur un diagramme en fonc- 
tion de la distance entre la 
station et le navire (sché- 
ma 2). La vitesse de propa- 
gation des ondes dans les 
différents milieux traversés 
(la vitesse dans l'eau est 
connue et voisine de 1,5 
km/s) est ainsi déterminée. 
Ces données permettent 
d'interpréter la structure des 
20 ou 30 premiers kilomè- 
tres, qui correspondent à ce 
que l'on appelle la croûte 
terrestre. Le schéma 3 
(d'après B. Pontoise) repré- 
sente une synthèse de nom- 
breux profils parallèles dans 
l'arc insulaire des Nouvelles 
Hébrides (Vanuatu) où le 
sommet de la plaque austra- 
lienne (à gauche sur la 
figure) passant sous la pla- 
que pacifique est particuliè- 
rement bien visible. C'est au 
niveau de ce contact (qui se 
poursuit beaucoup plus pro- 
fondément que le schéma 
ne l'indique) que de nom- 
breux séismes se produi- 
sent. 
MISE EN CEUVRE 
PENDANT 
LA CAMPAGNE 
Les OBS sont préparés 
dans le laboratoire d'électro- 
nique du Navire Océano- 
graphique : programma- 
tion, mise à l'heure des hor- 
loges puis fermeture de la 
sphère et pose du joint 
externe (photo no 1). La 
sphère est ensuite fixée sur 
un châssis métallique qui 
sert de lest, l'OBS est largué 
sur le site prévu (photo no 2) 
après l'acquisition d'un point 
satellite qui assure une loca- 
lisation précise du navire à 
ce moment. 
En sismologie, disposées 
en réseaux, les stations sont 
laissées en veille sismique 
plusieurs semaines, alors 
qu'en sismique réfraction, 
elles ne sont utilisées que 
quelques heures, le temps 
nécessaire pour effectuer 
une série de tirs le long d'un 
profil sur lequel elles sont ali- 
gnées. Les. OBS sont pro- 
grammés pour remonter à 
un instant donné (cf. fiche 
technique). Libérée de son 
châssis métallique qui est 
abandonné au fond, la 
sphère remonte par sa pro- 
pre flottabilité à une vitesse 
voisine de 1 mètre par 
seconde. Partant de 
4 O00 m elle met environ 
1 heure pour atteindre la 
surface. Pour faciliter le 
repérage de la station qui 
peut remonter en surface à 
plusieurs kilomètres du 
navire (à cause des courants 
ou incertitudes sur le posi- 
tionnement.. .), les stations 
sont équipées de flashes cli- 
gnotants (de nuit, visibles à 
plusieurs kilomètres) et de 
balises émettrices haute fré- 
quence (portée de 20 à 30 
kilomètres) qui permettent 
un relevé goniométrique de 
la direction dans laquelle se 
trouve la station. Lors de la 
récupération, le navire 
manœuvre pour amener la 
sphère le long du bord. 
Celle-ci est ensuite hissée à 
bord, à l'aide d'une grande 
épuisette manipulée par 
2 personnes. La sphère est 
rincée à l'eau douce puis 
ouverte et les données enre- 
gistrées sont immédiatement 
relues à l'aide d'un micro- 
ordinateur Macintosh. Cor- 
rélations, tracés de séismes 
et profils de réfraction ne 
prennent que quelques 
heures. Cela permet de 
vérifier le bon fonctionne- 
ment de la station et si 
nécessaire de recommencer 
le profil. La maintenance 
s'effectue à bord pour per- 
mettre de travailler sans 
interruption en comptant sur 
un nombre suffisant de sta- 
tions. 
Les stations sismiques 
sous-marines de l'équipe de 
Géologie-Géophysique de 
Nouméa sont un outil 
sophistiqué, fiable et facile à 
mettre en œuvre. Depuis 
5 ans quelques 180 larga- 
ges ont été effectués et seu- 
lement deux stations n'ont 
pas été récupérées. Cette 
équipe a déjà prouvé sa 
maîtrise dans l'utilisation de 
ce matériel, unique en 
France, tant en sismique 
réfraction qu'en sismologie 
Tous les moyens nécessai- 
res doivent être mis en 
œuvre pour permettre à la 
communauté scientifique de 
bénéficier de l'expérience 
acquise par cette équipe. H 
P. CHARVIS et 
Y .  HELLO 
Géophysiciens au 
Centre ORSTOM de 
Nouméa 
e 
Coupe Est-Ouest de l'arc des Nouvelles-Hébrides (Vanuatu). Les petits chifies correspondent aux vitesses calcuIr5es en 
kmj's. La flèche indique le glissement de la plaque australienne sous la plaque pacifique. 
FICHE TECHNIQUE 
Sphère BENTHOS 
- en verre hautement résistant, 
diamètre 43 cm 
- uoids avec l'électroniaue en 
place 35 kg 
- flottabilité positive 24.5 kq - 
- garantie jusqu'à une prolon- 
deur de 6 700 m 
- poids total à la mise à l'eau 
(lest compris) 90 kg 
Capteurs 
- Géoahone MARK PRO- 
DUCTS 4,5 HZ 
- 1 vertical et deux hori- 
zontaux 
- système de maintien à 
niveau monté sur cardan 
Système de remontée 
- système de largage maintenu 
par un câble en acier inoxyda- 
ble qui se rompt par effet 
d'électrolyse 
- alimentation 12 V 
- activation par horloge prin- 
cipale, horloge de secours indé- 
pendante et transducteur acous- 
tique (12 kHz) 
Alimentation 
- 33 piles au lithium - 3 volts 
- 7,2 A/h - les alimentations de chaque 
fonction sont indépendantes 
- permet une immersion de 
plusieurs mois 
Fréquence d'dchantillonage 
- donnée résidant en EPROM 
(40 à 400 échantillons par 
seconde) 
Capacité d'enregistrement 
- support magnétique type 
Cartridge DC-650A (180 m) 
- 4 mégaoctets non-formaté, 
densité 1 6 0 0  BPI - la durée de l'enregistrement 
est programmable 
Électronique 
- technologie faible consom- 
mation CMOS - 3 microprocesseurs : 
RCA-1802 pour horloge, 
RAC-1802 pour le système, 
Zilog-280 pour le contrôle 
d'enregistrement 
Mémoires : 
- 8* 96 ko RAM statique (8 
* 4 cartes de 24 ko) utilisée en 
mémoire tampon pour stockage 
et transfert des données) 
- 8 ko SCRATCH RAM pour 
programme horloge 
- 2 ko EPROM pour pro- 
gramme horloge 
- 8 ko SCRATCH RAM Dour 
programme système 
- 2 ko EPROM pour pro- 
gramme système - 2 ko SCRATCH RAM pour 
contr6le enregistrement 
- 512 octets EPROM pour 
contrôle enregistrement 
Repérage et récupération - 2 flashes de repérage et 
2 balises émethices HF (27 
MHz) 
- coût moyen 120 O00 FF 
i RAM : Random Access 
Memory 
* EPROM : Erasable Program- 
mable Read Only Memory 
15 


Les stations sismiques sous-marines

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