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ERC FOCUS

Le projet FOCUS (Fiber Optic Cable Use for Seafloor studies of earthquake hazard and deformation) porté par Marc-André Gutscher a été retenu pour financement par l’ERC (European Research Council) pour un Advanced Grant à hauteur de 3,5 million €. Champagne !


En quoi consiste le projet FOCUS : une faille active, un défi technologique

Ce projet a comme objectif l’utilisation de la technique d’interférométrie laser BOTDR (Brillouin Optical Time Domain Reflectometry) dans des câbles de fibre optique pour détecter des faibles mouvements au fond de la mer produits par l’activité de failles sous-marines. Cette technique, utilisée à terre pour le suivi de grandes structures d’ingénierie (ponts, barrages, pipelines, etc.) peut détecter des déformations de l’ordre de 50 micromètres à des distances de plusieurs dizaines de kilomètres et déterminer leur position avec une précision de 1 m (Figure 1). Cette technologie n’a jamais été appliquée à l’étude des failles sous-marines. La zone d’étude pour tester cette nouvelle approche est la mer Ionienne au large de la Sicile en profitant de l’observatoire câblé EMSO Catane, qui se situe à proximité d’une faille active récemment cartographiée par M-A Gutscher et des équipes internationales, la "North Alfeo fault" (Figure 2). Cette faille se greffe dans un système de failles actives sur le flanc Sud-est du Mont Etna (à 3350m le volcan le plus haut et le plus actif d’Europe). Des études de géodésie fond de mer menées par l‘équipe allemande de Geomar viennent d’y mettre en évidence un glissement de plusieurs centimètres entre Avril 2016 et Juillet 2017, démontrant ainsi l’activité de cette faille.


Figure 1 : BOTDR (Brillouin Optical Time Domain Reflectometry) technique

A - application to montoring bridges

B - principle (laser light diffracting off microscopic imperfections in a glass fiber)

C - shift in Brillouin Spectrum caused by température variations or strain (deformation)



Figure 2 : Study area offshore Eastern Sicily (Catania - Mount Etna region)

A - Relief map of Catania - Mount Etna region (bathymetry in color) with major faults indicated (red), the existing EMSO (European Multi-disciplinary Seafloor and water-column Observatory) cable (thick black lines), an existing network of 5 seafloor geodetic stations (magenta/black triangles) run by Geomar Kiel, planned networks of seafloor geodetic stations (yellow and orange/black triangles) and the position of seismic profiles (magenta lines) and the position of a planned new 5-km long fiber optic cable on the seafloor, connected to the EMSO Test Site South (TSS NEMO) at 2050m water depth

B and C - seismic profiles (unpublished data courtesy of S. Krastel Univ. Kiel) crossing the target fault, the North Alfeo Fault and showing a major vertical discontinuity in the sedimentary strata

Quels sont les partenaires impliqués ?

Les partenaires sont :

  • Ifremer (unités Géosciences Marines et Recherches et Développements Technologiques) , Plouzané
  • IDIL (compagnie de technologie de fibre optique) à Lannion.
  • Geomar, Kiel ; Université de Kiel 
  • INGV Rome
  • Université de Catania ; et le laboratoire de physique à Catania INFN-LNS.

Quelles sont les implications/retombées potentielles ?

Si cette démonstration au large de la Sicile réussit, elle représentera une percée technologique pour mieux connaître les mouvements tectoniques et appréhender l’aléa sismique. Ceci sera un premier pas vers l’application de cette technique aux réseaux de câbles de télécommunication mondiaux (Figures 3 et 4) qui pourrait un jour les transformer en un réseau sismologique à une échelle planétaire.

 

 Figure 3 : Submarine telecommunication cables, which carry 99% of the world’s data (internet, telephone, TV and other telecommunications trafic)


Figure 4 : Map of telecommunication cables in the Mediterranean region. Red ellipses mark where these cable cross the European - African plate boundary or other major faults offshore and which could potentially be monitored using BOTDR technology.