Analyse du bruit nocturne haute-fréquence

L’étude des caractéristiques spatiales et temporelles du bruit montre que l’activité humaine diurne joue un rôle prépondérant dans la génération du bruit enregistré en dessous de 1s de période (voir la section II.2). D’une part, ce bruit semble provenir principalement des nombreux villages situés dans le voisinage des stations. D’autre part, l’énergie du bruit haute fréquence présente des périodicités diurne, semi-diurne et hebdomadaire. Bien que la nature exacte des sources à l’origine de ce bruit ne soit pas clairement identifiée, la réduction du niveau de bruit pendant la nuit et le week-end suggère qu’elles sont liées à l’activité de production (activité industrielle, agricole, circulation routière et ferroviaire, …). On constate notamment que le niveau de bruit enregistré en dessous de 1s est au plus bas entre minuit et 2h du matin, temps local. L’analyse du bruit sur cet intervalle de temps révèle la présence des sources secondaires masquées pendant la journée par des sources anthropiques dominantes. Deux types de bruit ont été mis en évidence : Autour de 1s, on distingue des événements transitoires de durées variables. Par ailleurs, une multitude de raies spectrales continues ont été identifiées en dessous de 1s de période.

II.3.2.1.a Evénements transitoires

La figure II.9 représente l’évolution dans le temps du spectre du bruit calculé entre minuit et 2h, pour la composante verticale de la station RITT. Entre 0.7s et 1.1s (0.9Hz et 1.5Hz), on observe des augmentations épisodiques du niveau de bruit. Ces événements transitoires de faible amplitude se distinguent particulièrement au voisinage de 1s où le contraste avec les périodes calmes est maximal (figure II.9, flèches blanches). Leur durée varie de quelques jours à plusieurs dizaines de jours contiguës et ne montrent pas de périodicité particulière.

Figure II.9 : Variation long-terme du spectre du bruit nocturne enregistré entre minuit et 2h (temps local) sur la composante verticale de la station RITT. L’échelle de couleur correspond à l’amplitude du spectre en accélération (exprimé en 20 log(m.s-2.Hz-1)). Les lignes blanches pointillées indiquent les dates de forage des puits du site de Rittershoffen (GRT1 et GRT2), STIM indique la date de la stimulation hydraulique effectuée

On les observe sur l’ensemble des stations des réseaux temporaires et permanents de la zone de Soultz-sous-Forêts et Rittershoffen. Bien que ces signaux soient légèrement plus marqués sur les stations permanentes proches du site de Rittershoffen, ils ne sont pas corrélés avec les activités de forage ou les stimulations de puits menées sur la plate-forme du site de Rittershoffen (voir les indications GRT1, STIM et GRT2 sur la figure II.9).

II.3.2.1.b Raies spectrales haute-fréquence

Plusieurs raies spectrales ont également été observées aux périodes inférieures à 1s. De même que pour les événements transitoires décrit précédemment, ces signaux ne sont identifiables qu’aux heures où le niveau de bruit anthropique est réduit, la figure II.10 montre un agrandissement du spectre de la station RITT où l’on peut voir l’une de ces raies à 0.207s (4.8Hz) qui émerge du bruit pendant la nuit et durant le week-end.

Figure II.10 : Agrandissement du spectrogramme de la figure 2 (p49) montrant une raie spectrale à 0.207s (4.8Hz). Ce signal est très stable dans le temps mais est masqué par des sources plus énergétiques aux heures de forte activité. Les indication « Sat » et « Sun » correspondent aux jours samedi et dimanche. Les lettres N indiquent une réduction du bruit nocturne, les chiffres 12 indiquent une réduction du bruit anthropique à midi, temps local.

Ces raies spectrales sont faiblement énergétiques mais elles affectent continuellement l’ensemble des stations installées à proximité des sites de Soultz-sous-Forêts et Rittershoffen. En outre, on les observe de façon cohérente sur la station ECH du réseau Geoscope située à plus de 100km au sud de la zone d’étude (voir la carte II.11). On distingue deux types de raies spectrales. Certaines d’entre elles sont extrêmement stables dans le temps. Elles apparaissent aux périodes 0.6s, 0.4s, 0.21s, 0.2s, 0.06s (i.e. 5/3Hz, 2.5Hz, 4.75Hz, 5Hz, 50/3Hz). D’autres montrent des variations temporelles

apériodiques (dérive temporelle, interruptions momentanées, sauts, …). La figure II.11 est une comparaison entre les spectres nocturnes mesurés dans un voisinage de la période 0.207s (4.8Hz) par les stations KUHL (du réseau permanent de Soultz-sous-Forêts) et ECH (située en dehors de la zone d’étude). Sur cette figure, on peut observer des raies spectrales stables (voir les flèches rouges montrant les raies à 0.2s et 0.21s (4.75Hz et 5Hz)) et instables (flèches jaune, verte et bleu clair). Etonnamment, on note un saut de la raie spectrale à 0.207s (4.8Hz) qui coïncide avec la date du forage du puits GRT1 à Rittershoffen (figure II.11 flèche jaune) et une brève interruption de cette raie durant les quelques jours suivants les opérations de stimulations du puits GRT1 (figure II.11, flèche verte). Cependant l’existence d’un lien entre ces changements du contenu spectral du bruit et les activités géothermiques est très improbable car les mêmes changements s’observent à la station ECH. De plus on observe des variations similaires de la raie spectrale à 0.207s (4.8Hz) qui sont antérieures à l’aménagement du site de Rittershoffen.

Figure II.11 : Carte montrant la position relative des stations KUHL et ECH dont les spectres nocturnes sont représenté sur la figure II.12. Les carrés bleus correspondent au réseau permanent de Soultz-sous-Forêts et les carrés jaunes correspondent au réseau permanent de Rittershoffen.

Figure II.12 : Variation long-terme du spectre du bruit nocturne enregistré entre minuit et 2h (temps local) sur les composantes verticales des stations ECH (haut) et KUHL (bas) autour de la période 0.207s (4.83Hz). La station ECH est située à environ 100km du réseau et la station KUHL est proche du site de Rittershoffen (voir figure II.11). L’évolution temporelle de ces raies spectrales est observée de façon similaire sur l’ensemble des stations disponibles. Les lignes blanches pointillées indiquent les forages des puits GRT1 et GRT2 ainsi que la stimulation hydraulique menée au puits GRT1 (STIM). Les flèches rouges indiquent des raies stables observées à 0.2s et 0.21s (5Hz et 4.75Hz). Les flèches jaune, verte et bleu clair indiquent des changements de la raie spectrale principale.