Projet MACIV
Étude sismologique du Massif Central
Présentation du projet
Certains volcans du Massif Central sont considérés comme potentiellement actifs puisque les dernières éruptions datent de moins de 10000 ans. Pourtant, les connaissances géophysiques sur les origines du volcanisme se limitent au modèle de la dernière expérience d’imagerie sismique il y a 30 ans.
Le projet MACIV (Imagerie sismique multi-échelle du Massif central focalisée sur le volcanisme intra-plaque récent) est un projet de science fondamentale qui cherche à mieux comprendre les sources du volcanisme en profondeur en mettant en œuvre les méthodes de tomographie sismique les plus innovantes, sur la base d’une série d’expériences sismologiques temporaires multi-échelles et non-destructives.
Le projet MACIV est financé pour cinq ans par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR). Il implique cinq laboratoires français qui travaillent sur différents aspects des Sciences de la Terre comme l’étude du volcanisme et de la géologie du Massif Central, ou le déploiement et l’analyse des données de réseaux sismologiques. Ces laboratoires sont les laboratoires des Sciences de la Terre de Grenoble (ISTerre), de Toulouse (IRAP et GET), de Clermont-Ferrand (LMV) et de Strasbourg (ITES).
Ce projet constitue aussi la contribution française au grand projet Européen «AdriaArray », dans lequel des stations sismologiques seront installées du Massif Central aux Carpates (Bulgarie, Roumanie).
Mise en œuvre
Pour étudier la géologie du Massif Central et obtenir de nouvelles informations sur les processus volcaniques en cours, nous prévoyons de déployer cinq réseaux sismologiques temporaires multi-échelles qui couvriront le Massif Central.
L’installation comprend plus de 770 stations sismologiques dont 35 capteurs large bande (LB), 85 capteurs moyenne bande (MB) et 650 capteurs courte période (SP). Cette combinaison de capteurs permettra la création de réseaux d’échelles variées : le réseau de capteur large bande (installé en 2023) couvre l’intégralité du Massif Central et permet ainsi de densifier le réseau permanent déjà existant, tandis que trois profils de capteur moyenne bande (installés en 2024) traverseront les provinces volcaniques principales. L’utilisation de capteurs courte période (installation prévue en 2025) permettra de construire différents réseaux de grande densité spatiale au dessus des volcans les plus récents.
Pourquoi des stations sismologiques?
Un sismomètre est un capteur extrêmement sensible aux vibrations du sol produites par des sources naturelles (séismes, tempêtes océaniques, impact de la houle sur les côtes, etc..) et anthropiques (activités industrielles, passage de véhicules, tirs de carrières, pompes hydrauliques, éoliennes, etc…). Le type de déploiement prévu et la combinaison de trois types de capteurs va permettre de sonder la croûte et le manteau sous le Massif Central à différentes profondeurs et à différentes résolutions. Pour ce faire, différentes méthodes géophysiques seront utilisées comme par exemple la tomographie sismique haute résolution.
Cette méthode permet d’imager le sous-sol en se basant sur le même principe que l’imagerie médicale (échographie ou scanner). Des sources émettent des ondes, qui sont enregistrées par des capteurs après avoir traversé le milieu à étudier. Les temps de propagation de ces ondes sont porteurs d’informations sur le milieu traversé : les écarts de temps par rapport aux valeurs théoriques révèlent la présence d’hétérogénéités.
Les anomalies de temps de trajet des ondes émises par le séisme et enregistrées par les sismomètres révèlent des anomalies de vitesse de propagation, rapides (en bleu), ou lentes (en orange).
