Une fibre optique à disposition des chercheurs pour tenter de mieux comprendre les séismes dans la zone de Mayotte

Pour l’IPGP, il s’agit d’une mission d’observation inédite sur un câble sous-marin à grande échelle. Cette expérimentation grandeur nature va permettre de tester de nouveaux types d’instruments de mesure. En effet, à l’instar des fibres terrestres, les câbles sous-marins permettent non seulement de transporter les communications, mais aussi de repérer les vibrations du sol sur lequel est posée la fibre. Les équipements placés à l’extrémité de la paire de fibres vont permettre d’utiliser celle-ci comme une antenne permettant de mieux localiser des signaux sismiques de la région.

Il y a 18 mois une première longue série d’essaims sismiques étaient ressentie par la population mahoraise et enregistrée par les stations sismiques régionales. Afin de faire la lumière sur les mécanismes à l’origine de ces mouvements, des opérations d’observation et de recherche impliquant de nombreux organismes de recherche français (CNRS, IPGP. BRGM, Ifremer…) sont lancées à l’automne 2018 par les autorités. Ces opérations ont permis de découvrir fin mai 2019 un nouvel édifice volcanique sous-marin actif au large de Mayotte. À la suite de cette découverte, et pour organiser la réponse scientifique et opérationnelle à ce phénomène géologique de grande ampleur proche de Mayotte, le «Réseau de surveillance volcanologique et sismologique de Mayotte » (REVOSIMA) est mis en place à l’été 2019. Mais l’analyse de la crise et son suivi en temps réel sont limités par la faible densité des mesures à terre (Mayotte et Glorieuses). Les données en mer sont actuellement enregistrées pendant plusieurs semaines mais ne sont traitées qu’après-coup avec la relève des instruments. Il est donc de première importance de mettre en œuvre des mesures en mer qui permettent d’acquérir des données en temps-réel et dont les précisions et résolutions sont adaptées aux enjeux actuels.

Alors que l’utilisation de la fibre optique pour la surveillance d’ouvrages d’art s’est généralisée depuis une vingtaine d’années avec des capteurs localisés sur des portions de fibre, les scientifiques cherchent à exploiter les différentes rétrodiffusions intrinsèques des fibres comme capteurs pour en tirer des informations sur son environnement (température, pression, contrainte, vibration …). Les fibres optiques elles-mêmes peuvent être utilisées comme capteur, on parle alors de « Fiber Optic Sensor » (FOS).

Pour les mesures de vibration, les systèmes d’interrogation désormais disponibles (système DAS, pour Distributed Acoustic Sensor), permettent d’avoir l’équivalent de milliers de sismomètres distribués tout au long de la fibre, et ce sur plusieurs dizaines de kilomètres. Un tel équipement a été acquis dans le cadre d’un projet FEDER impliquant le Groupe ESEO à Angers, le Laboratoire d’Acoustique de l’Université du Mans (LAUM UMR CNRS 6613) et l’IPGP. Le DAS sera connecté à l’extrémité d’une des fibres disponible du câble FLY-LION3 à Mayotte pour tester sa capacité à mesurer les signaux sismiques en provenance de la zone active.

Cette convention entre le consortium FLY-LION3 et l’IPGP permet d’envisager une diversification de l’usage des câbles sous-marins au-delà de l’accompagnement des besoins de connectivité.