Figure 1-1 : Systèmes HLS dans l’environnement LHC ... 16 Figure 1-2 : Principe des vases communicants ... 17 Figure 1-4 : Inclinaison déduite de ΔH mesuré par une paire de HLS ... 19 Figure 1-5 : Le LHC et ses expériences ... 21 Figure 1-6 : Schéma de la liaison planimétrique entre les triplets droit et gauche de IP1 ... 22 Figure 1-7 : Schéma des HLS installés sur les Low-Beta du LHC autour de IP1 ... 23 Figure 1-8 : Installation HLS et WPS sur les Low-Beta ... 24 Figure 1-9 : Schéma général du CLIC (Touzé, 2011) ... 26 Figure 1-10 : Schéma de la manipulation du TT1 axée sur l’alignement du CLIC (Touzé, 2011) ... 27 Figure 1-11 : Photo du centre de l’installation TT1 ... 28 Figure 1-12 : Schéma d’installation des sept HLS du TT1 ... 29 Figure 1-13 : Interface de visualisation des mesures HLS LASO ... 30 Figure 1-14 : Mesures HLS verticales et d’inclinaison formées au TT1 durant 27 jours ... 31 Figure 1-16 : Carte des stations hydrologiques suisses gérées par l’OFEV ... 38 Figure 1-17 : Deux HLS installés de part et d’autre d’un tunnel de section circulaire ... 39 Figure 2-1 : Schéma explicatif des fichiers d’entrée et de sortie du module Analyze du logiciel Eterna3.30 ... 43 Figure 2-2 : Schéma explicatif des fichiers d’entrée et de sortie du module Predict du logiciel Eterna3.30 ... 44 Figure 2-3 : Définition des points utiles au calcul de comparaison des marées issues du logiciel Eterna... 46 Figure 2-4 : Comparaison graphique des prédictions Eterna en inclinaison et en hauteur, selon l’azimut Az=284.2° ... 46 Figure 2-5 : Comparaison graphique des prédictions Eterna en inclinaison et en hauteur, selon l’azimut Az=0° (nord) ... 47 Figure 2-6 : Comparaison graphique des prédictions Eterna en inclinaison et en hauteur, selon l’azimut Az=90° (est) ... 48 Figure 2-7 : Comparaison graphique des prédictions Eterna en inclinaison et en hauteur, selon l’azimut Az=284.2° dans le premier cas et selon l’azimut Az=-284.2° dans le second cas ... 48 Figure 2-8 : Résultats de la prédiction de marée via le logiciel GuiMarées sur les données du TT1 en 2000 (Becker, 2003) ... 49 Figure 2-9 : Fenêtre d’invite de commande pour lancer l’application du logiciel GuiMarees . 50 Figure 2-10 : Interface graphique utilisateur du logiciel GuiMarees ... 50 Figure 2-11 : L’inclinomètre Geomechanics 520 lors du test de réception au CERN ... 52 Figure 2-12 : Capteur WPS, fil et pilier tenseur ... 53 Figure 2-13 : Modélisation verticale d’un fil tendu (Touzé, 2011) ... 54 Figure 2-14 : Electronique, pot hydrostatique dans sa niche et F. Boudin étalonnant un inclinomètre (Longuevergne, 2008) ... 55 Figure 3-1 : Prédiction de marée théorique via le logiciel Eterna en 2010 sur l’inclinomètre AG du TT1... 57
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Figure 3-2 : Prédiction de marée théorique via le logiciel GuiMarées en 2010 sur l’inclinomètre AG du TT1 ... 57 Figure 3-3 : Comparaison des marées prédites via les logicielsEterna et GuiMarées ... 58 Figure 3-5 : Schéma d’installation de la résistance chauffante 0.4 mètre avant HLS_D au TT1 ... 60 Figure 3-6 : Mesures HLS et mesures de la résistance chauffante pendant sept jours au TT1 60 Figure 3-7 : Variation de +2°C de la résistance chauffante au TT1 le 3 août 2010 ... 61 Figure 3-8 : Variation de +32°C de la résistance chauffante au TT1 ... 62 Figure 3-9 : Lectures HLS corrigées de l’effet de la température mesurée ... 63 Figure 3-10 : Evolution de la hauteur d’eau du Lac Léman à la station de Sécheron ... 65 Figure 3-12 : Spectre d’amplitude du signal de hauteur d’eau du Lac Léman à Sécheron : périodes de marées diurnes et semi-diurnes ... 66 Figure 3-13 : Spectre d’amplitude du signal de hauteur d’eau du Lac Léman à Sécheron : hautes fréquences... 66 Figure 3-14 : Inclinaison sur la croûte induite par une variation verticale d’un mètre du Lac Léman ... 68 Figure3-15 : Lectures des sept HLS TT1 après vidange ... 69 Figure 3-16 : Schéma d’installation du capteur Geomechanics au TT1 ... 71 Figure 3-17 : Comparaison des inclinaisons mesurées par les capteurs HLS et ... 72 Figure 3-18 : Comparaison des inclinaisons mesurées par les capteurs HLS et ... 72 Figure 3-20 : Inclinaisons suivant les axes X et Y du capteur Geomechanics mesurés selon la variation de la température ... 74 Figure 3-21 : Prise en compte de l’effet de la température interne via la formule du constructeur du capteur Geomechanics ... 75 Figure 3-22 : Prise en compte de l’effet de la température interne du capteur Geomechanics avec KTC=20% ... 75 Figure 3-23 : Comparaison des inclinaisons mesurées par les capteurs HLS et Geomechanics filtrées des longues périodes ... 76 Figure 3-24 : Spectres d’amplitudes des deux inclinaisons mesurées par les capteurs HLS et Geomechanics après filtrage passe haut (f < 0.4 cpd) ... 77 Figure 3-25 : Inclinaison mesurée par l’inclinomètre EO de Ste Croix durant 25 jours ... 78 Figure 3-26 : Spectre d’amplitude de l’inclinaison EO mesurée pendant 25 jours ... 79 Figure 3-27 : Prédiction de la marée théorique calculée par le logiciel Eterna appliquée à l’inclinomètre EO pendant 25 jours ; tilt mesuré et tilt corrigé. ... 80 Figure 3-28 : Spectre d’amplitude du signal résiduel EO de 25 jours après correction de la marée théorique avec Eterna... 80 Figure 3-29 : Prédiction de la charge océanique FES04 appliquée à l’inclinomètre EO pendant 25 jours et correction du tilt mesuré ... 81 Figure 3-30 : Spectre d’amplitude du signal résiduel EO de 25 jours après correction du modèle de surcharge océanique FES04... 82 Figure 3-31 : Modèle de charge atmosphérique appliqué à l’inclinomètre EO. ... 82 Figure 3-32 : Spectre d’amplitude du signal résiduel EO après retrait du modèle de charge atmosphérique ... 83 Figure 3-33 : Modèle de charge hydrologique appliqué à l’inclinomètre EO ... 84
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Figure 3-34 : Modèles de marée Eterna et de charge océanique FES04 appliqués à l’inclinomètre EO ... 85 Figure 3-35 : Spectre d’amplitude appliqué au résidu EO de 25 jours obtenu suite au retrait de la marée terrestre et de la charge FES04 ... 85 Figure 3-36 : Inclinaison EO de Ste Croix pendant 55 jours ... 86 Figure 3-37 : Spectre d’amplitude de l’inclinaison EO mesurée à Ste Croix durant 55 jours ... 87 Figure 3-38 : Résultats obtenus par le module Analyze d’Eterna en amplitude ... 88 Figure 3-39 : Bruit du spectre de Fourier du signal EO de 55 jours ... 88 Figure 3-40 : Modèle de marée locale Eterna appliquée à l’inclinomètre EO pendant 25 jours ... 89 Figure 3-41 : Spectre d’amplitude appliqué au résidu EO sur 25 jours obtenu après retrait de la marée terrestre locale Eterna ... 90 Figure 4-1: Inclinaison mesurée par HLS_A et HLS_G au TT1, du 14/01/2010 au 10/02/2010 92 Figure 4-2: Spectre d’amplitude de l’inclinaison mesurée par HLS_A et HLS_G ... 93 Figure 4-3 : Mesures HLS et de température sur la plaque A du TT1 ... 94 Figure 4-4 : Mesures HLS et de température sur la plaque G du TT1 ... 95 Figure 4-5 : Correction de l’effet de la température au TT1 ... 95 Figure 4-6 : Inclinaison corrigée de la marée théorique prédite par Eterna ... 97 Figure 4-7 : Spectre d’amplitude de l’inclinaison corrigée de la marée théorique ... 97 Figure 4-8 : Résidus de l’étape précédente corrigés de l’effet de la surcharge océanique ... 98 Figure 4-10 : Résidus de l’étape précédente corrigés de l’effet de la surcharge atmosphérique globale ... 99 Figure 4-11 : Résidus après correction de l’effet de la surcharge hydrologique GLDAS ... 101 Figure 4-12 : Résidus en inclinaison après traitement comparés au signal TEMP_A ... 102 Figure 4-13 : Résidus en inclinaison après traitement comparés au signal TEMP_G ... 102 Figure 4-14 : Inclinaison AG mesurée au TT1pendant 55 jours ... 104 Figure 4-15 : Spectre d’amplitude de l’inclinaison AG mesurée pendant 55 jours ... 104 Figure 4-16 : Résultats du module Analyze en amplitude ... 105 Figure 4-17 : Bruit du spectre de Fourier suite à l’Analyze de l’inclinaison AG pendant 55 jours ... 106 Figure 4-18 : Modèle de marée locale Eterna appliqué à l’inclinomètre du TT1 pendant 27 jours ... 107 Figure 4-19 : Spectre d’amplitude appliqué au résidu d’inclinaison AG après retrait de la marée locale calculée ... 107 Figure 4-20 : Schéma de la disposition des HLS au TT1 ... 108 Figure 4-21 : Prétraitement du signal HLS_A par une droite de Tchebychev ... 110 Figure 4-22 : Sept mesures HLS après retrait d’une droite de Tchebychev ... 111 Figure 4-23 : Spectres d’amplitudes des sept mesures HLS ... 112 Figure 4-24 : Sept mesures HLS pendant 12 heures, en fonction de la distance cumulée .... 113 Figure 4-25 : Paramètres "a" et "b" de la droite ajustée ... 115 Figure 4-26 : Résidus HLS après ajustement ... 115 Figure 4-27 : Inclinaison AG au TT1 avant et après ajustement ... 116 Figure 4-28 : Comparaison des résidus HLS et WPS au TT1 ... 118 Figure 4-29 : Disposition des HLS autour du point 8 ... 120
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Figure 4-30 : Inclinaison formée par les extrémités HLS 3L8A et 1L8B, appliquée au bloc 20 de données ... 120 Figure 4-31 : Spectre d’amplitude de l’inclinaison formée par 3L8A et 1L8B pendant 22 jours ... 121 Figure 4-32 : Spectre d’amplitude de l’inclinaison formée par 3L8A et 1L8B pendant 22 jours : hautes fréquences... 121 Figure 4-33 : Températures mesurées : signaux TEMP_3L8A et TEMP_1L8B... 122 Figure 4-34 : Spectres d’amplitudes des températures mesurées TEMP_3L8A et TEMP_1L8B ... 123 Figure 4-35 : Spectres d’amplitudes des températures mesurées TEMP_3L8A et TEMP_1L8B : hautes fréquences... 123 Figure 4-36 : Comparaison des signaux HLS et températures mesurés à l’échelle horaire ... 124 Figure 4-37 : Mise en évidence de l’inertie thermique ... 125 Figure 4-38 : Réseau L8 : retrait des marées terrestres et charges océaniques théoriques .. 127 Figure 4-39 : Réseau L8 : spectres d’amplitudes appliqués au signal d’inclinaison avant et après superposition de modèles théoriques ... 127 Figure 4-40 : Résultats du module Analyze en amplitude appliqué au réseau L8 ... 128 Figure 4-41 : Bruit du spectre de Fourier suite à l’Analyze de l’inclinaison du réseau L8 ... 129 Figure 4-42 : Réseau L8 : retrait des marées terrestres modélisées localement ... 129 Figure 4-43 : Réseau L8 : spectre d’amplitude appliqué au signal d’inclinaison avant et après prédiction locale de marée ... 130 Figure 4-44 : Spectres d’amplitudes des sept mesures HLS constituant l’inclinomètre L8 .... 131 Figure 4-45 : Paramètres de la droite ajustée au 8L ... 133 Figure 4-46 : Résultats en amplitude des paramètres ajustés de marées pour le réseau R1 135 Figure 4-47 : Prédiction locale de la marée sur l’inclinomètre R1 ... 136 Figure 4-48 : Spectres d’amplitudes des signaux de l’inclinomètre R1 avant et après correction de la marée locale... 136 Figure 4-49 : Résultats en amplitude des paramètres ajustés de marées pour le réseau L5. 137 Figure 4-50 : Prédiction locale de la marée sur l’inclinomètre R1 grâce aux paramètres de marée de l’inclinomètre L5 ... 138 Figure 4-51 : Spectres d’amplitudes appliqués au signal d’inclinaison R1 avant et après correction de la marée calculée selon l’inclinomètre L5 ... 138 Figure 4-52 : Schéma du LHC et des inclinomètres autour des expériences principales ... 140 Figure 4-53 : Prédiction de marée selon R1 grâce au modèle de marée du LHC ... 141 Figure 4-54 : Spectres d’amplitudes des signaux d’inclinaison selon R1 avant et après correction de la marée issue du modèle du LHC ... 141 Figure C-1 : Comparaison des marées prédites : Eterna en heure UTC, GuiMarées en heure UTC + 2 h ... 162 FigureD-1 : Fft des sept HLS après l’excitation, échantillonnage=5 s ... 163 Figure E-1 : Correction de l’effet de la température au TT1 ... 164 Figure F-1 : Sept droites de filtrages des sept signaux HLS... 165 Figure F-2 : Fft des sept résidus HLS après ajustement ... 166 Figure F-3 : Fft du résidu Tilt AG après ajustement ... 167 Figure G-1 : Sept lectures HLS du bloc 20 de données de l’inclinomètre L8 ... 168 Figure G-2 : Sept lectures HLS du bloc 20 de L8, filtrées par une droite de Tchebychev ... 169
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Figure G-3 : Fft des sept mesures HLS de l’inclinomètre L8, hautes fréquences ... 170 Figure G-4 : Sept résidus HLS au 8L après ajustement de la meilleure droite ... 171 Figure G-5 : Spectres des sept résidus HLS au 8L après ajustement de la meilleure droite .. 172 Figure G-6 : Spectres des sept résidus HLS au 8L après ajustement de la meilleure droite, haute fréquence ... 173
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