Surveillance des volcans à long terme – Une étude de terrain

L’équipe de Géosciences Rennes, unité mixte de recherche entre l’Université de Rennes et le CNRS (UMR-6118), mène depuis 15 ans des expériences de suivi du volcan La Grande Soufrière. La Grande Soufrière est située en Guadeloupe, une région française d’outre-mer située dans le sud de la mer des Caraïbes.

Face à la reprise d’activité du volcan depuis 2014, le laboratoire Géosciences a décidé d’augmenter sa capacité de surveillance au sommet du dôme de lave en déployant un réseau de capteurs (ex. Pt100 dans les fumerolles, géophones sismiques 1D et 3D, thermocouples dans le sol, capteur de pression et Pt100 dans le lac acide bouillant). L’expérience positive précédente de l’équipe avec les e.series de Gantner Instruments (e.reader, e.pac et e.bloxx) l’a amenée à retenir la série Q. pour développer son nouveau réseau d’acquisition.

La figure 1 est un synoptique du réseau de base en fonctionnement depuis 2015 : une Q.station 101 accompagné de plusieurs modules Q.bloxx A108 et A107 répartis sur trois bus RS485. Les éoliennes et les unités photovoltaïques alimentent le réseau en électricité. Une liaison Wi-Fi longue portée est utilisée pour transmettre les données à l’observatoire du volcan situé à 10 km. Une antenne GPS est utilisée pour synchroniser la Q.station, ce qui est particulièrement crucial car une synchronisation temporelle précise est nécessaire pour corréler les données sismiques acquises avec les géophones connectés aux modules A108. En raison de leur polyvalence, les modules A107 sont utilisés dans les domaines les plus actifs où des mesures multiphysiques sont effectuées avec des capteurs résistifs, de tension ou de courant. La flexibilité des modules A107 permet à l’IPGP de tester en utilisant ses prototypes de capteurs lors de la campagne de mesure.

Les conditions environnementales au sommet du volcan sont très dures. Les principales difficultés sont les fortes pluies tropicales (8 000 mm par an), les vents violents, les orages et les gaz acides émis par les fumerolles. Malgré ces conditions difficiles, les systèmes Gantner Instruments restent opérationnels presque tout le temps. Les systèmes sont protégés par une technique de « double caisson ». Le premier caisson situé à l’extérieur sert à se protéger des fortes pluies et du vent. Les conditions à l’intérieur de ce conteneur correspondent à peu près à IP62 à l’exception des gaz acides présents. Un boîtier Pelican est ensuite placé à l’intérieur du premier boîtier, qui contient le système DAQ et protège de l’humidité et des gaz acides.

Le laboratoire Géosciences améliore actuellement son réseau d’acquisition en installant plusieurs Q.stations à différents endroits autour du volcan. Cette solution réduit la longueur des lignes RS-485 qui semblent sensibles à la foudre et la synchronisation temporelle GPS fournit une base de temps commune pour toutes les données de mesure.

Pour un exemple d’utilisation scientifique des données acquises avec la plateforme DAQ de Gantner Instruments, vous pouvez consulter notre récent article concernant « Changements brusques d’activité hydrothermale dans un dôme de lave détectés par surveillance combinée sismique et muonique » disponible en ligne.