Le profil Carambar #14 : acquisition, traitement, résultats

L’acquisition du profil Carambar #14 a été effectuée au moyen d’un dispositif de sismique haute résolution. Les paramètres d’acquisition sont récapitulés dans le tableau 3.2. La source correspond à un canon à air de petit volume, un mini GI 24/24 ci, immergé à 1.5 m. Le niveau d’émission est de 209 dB re 1 μPa @ 1 m, et le contenu fréquentiel est compris entre 30 et 400 Hz. La fréquence centrale du spectre de 150 Hz assure une résolution verticale de 2.5 m. Le même récepteur que lors des campagnes GO – HR et Sigolo a été mis en œuvre pour Carambar : il s’agit de la flûte SERCEL SEAL HR, dans une configuration comportant 96 traces de 6.25 m. Le filtre d’antenne associé aux spécifications du type de trace sismique de cette flûte est présenté en figure 3.10, dans la section consacrée à la présentation des données GO – HR. La mesure de la déformée de la flûte est assurée par 5 contrôleurs d’immersion. Cette dernière est remorquée à une distance de 32 m par rapport à la source. Les offsets, ainsi que les angles d’incidence associés aux différentes traces pour cette géométrie sont tracés respectivement en figures 3.11 et 3.12.

Le niveau de bruit moyen associé à chaque enregistrement sismique est présenté en figure 3.13 en fonction du tir et de la trace. Les traces au niveau des contrôleurs d’immersion (#1, 26, 47, 74 et 96) sont plus bruitées que le reste du récepteur, avec un niveau de bruit moyen de 120 à 125 dB re 1 μPa. Une influence des contrôleurs d’immersion est perceptible pour les traces situées à proximité de ces capteurs, de niveaux de l’ordre de 115 dB. L’arrière du dispositif présente également des niveaux de bruit plus importants, notamment avant le tir 1500. En dehors de ces zones particulièrement bruitées, le niveau de bruit moyen associé à l’image sismique est de 105 dB re 1 μPa.

Les paramètres de traitement du profil sismique Carambar #14 sont récapitulés dans le tableau 3.3. Le traitement inclut les étapes suivantes :

i. le calcul des positions de la source et des récepteurs à chaque tir, effectué à partir des données des cinq contrôleurs d’immersion et des capteurs de servitude du navire ; ii. une analyse fréquentielle puis un filtre passe – bande entre 30 et 300 Hz ;

iii. un filtre SVD, qui supprime les 4 premières valeurs propres de chaque matrice triée en récepteur commun ;

iv. un tri en « super » CMP, selon une taille de bin de 25 m ;

v. une correction NMO à la vitesse de 1530 m/s, puis un mute des données dont le stretch est supérieur à 50 % (c’est-à-dire dont l’incidence dépasse 45°) ;

vi. une sommation pondérée (stack), dont la couverture moyenne est de 215. vii. une migration post-stack, à la vitesse de correction NMO.

L’analyse fréquentielle des signaux de la colonne d’eau menée à partir des données traitées montre un contenu de plus basses fréquences que les signaux du fond et des sédiments (Figure 3.25), comme introduit de manière théorique dans la section 2.3.2.1b. La fréquence centrale est ainsi située autour de 40 Hz pour les structures océanographiques, alors qu’elle est de 150 Hz pour les sédiments.

Figure 3.25. Analyse fréquentielle des signaux du profil sismique traité Carambar #14. En rouge, le contenu fréquentiel des structures océanographiques ; en noir, celui du fond et des sédiments.

Le profil Carambar #14 traité est présenté en figure 3.26. Le profil se caractérise par la présence sur toute sa longueur d’une zone très réflective, entre 52 et 191 m de profondeur, constituée de réflecteurs fins, continus, et relativement horizontaux. A l’intérieur de ce domaine, deux couches peuvent être distinguées :

i. la première s’étend jusqu’à 115 m de profondeur, avec un sommet à 52 m à l’extrémité NE du profil, et 87 m à son extrémité SW. La couche s’amincit et s’approfondit ainsi au fur et à mesure qu’on s’éloigne de la marge de Grand Bahama Bank. Par ailleurs, relativement rectilignes sur la majeure partie du profil, les réflecteurs présentent des oscillations de haute fréquence au niveau du banc.

ii. La deuxième est située entre 150 et 191 m de profondeur entre 0 et 20 km le long du profil, et devient moins marquée à l’extrémité NE du profil : la partie supérieure de cette couche remonte jusqu’à 125 m, sa partie inférieure s’approfondit jusqu’à 250 m, et l’amplitude des réflecteurs est plus faible.

La couche réflective la plus superficielle (z < 115 m) se corrèle très bien avec la signature en température et réflectivité du panache d’eaux froides provenant de Grand Bahama Bank capturé par la station XBT. Sa forme, ainsi que son évolution en fonction de la distance au banc sont cohérentes avec l’hypothèse de la cascade d’un overflow dans un bassin profond : comme introduit dans la section 1.1.3.4, ce phénomène se traduit par un courant d’eaux denses le long du relief connectant la zone source peu profonde et le bassin, puis, par leur écoulement le long des surfaces isopycnales lorsqu’elles ont atteint leur niveau de stabilité. La couche superficielle du profil sismique #14 peut ainsi être interprétée comme la signature acoustique d’un panache d’eaux denses provenant de Grand Bahama Bank (L.Chérubin, Communication Personnelle). Le délai entre les acquisitions de l’XBT et de la sismique pose la question de l’échelle temporelle de la persistance de ce type de structure. L’image SST du jour de l’acquisition sismique indiquant des conditions favorables à la mise en place d’overflows, une hypothèse est la génération récente d’un panache d’eaux denses, résultant en un milieu comparable à celui échantillonné par l’XBT.

La gamme de profondeurs de la couche réflective profonde correspond à celle de changements de température associés à la thermocline permanente. Néanmoins, alors que sur le profil sismique l’amplitude de ces réflecteurs apparaît plus forte que ceux corrélés à l’overflow, le profil de réflectivité montre des coefficients de réflexion associés plus faibles. Ainsi, l’écart de 5 jours entre les acquisitions XBT et sismique ne permet pas de fournir une interprétation solide de cette couche réflective profonde.

Figure 3.26. Profil sismique traité Carambar #14. (en haut) Vue générale. Le rectangle rouge délimite la zone agrandie du profil présentée plus bas. (en bas) Vue agrandie. Les flèches bleues pointent le sommet et la base d’un overflow provenant du banc voisin de Grand Bahama Bank. (en bas à droite) Profil de température XBT (en noir), et de réflectivité associée (en rouge). Le rectangle en pointillés bleus délimite l’extension de l’overflow.