Site de Trizonia

Venons en à présent aux détails de l’installation du dilatomètre de forage Sacks-Evertson (figure 2.20) sur l’île de Trizonia. Cette zone a été retenue d’une part du fait de sa disposition centrale dans le réseau CRL (figure 2.4, repère TRI) et d’autre part car l’île dispose de certaines zones peu escarpées dont le sous-sol comporte des roches suffisamment compactes pour pouvoir y creuser un forage. Il est délicat de trouver un tel emplacement au niveau des côtes nord et sud du golfe. A ceci s’ajoute la proximité de la marina permettant un écoulement rapide des masses d’eau relatives à des perturbations modérées mais cette configuration donne lieu à un milieu voisin de l’instrument totalement saturé.

Chapitre 2. Contexte d’étude et instrumentation 77

FIGURE2.20 – Vue vers le sud-est du dilatomètre de Trizonia précédent son installation dans le forage (à 3m sur la droite) (P. Bernard, communication personnelle).

Etapes et processus d’installation

L’installation de l’instrument a pris place sur plusieurs mois dont voici les différentes étapes : – mars 2002 : préparation du site

– forage dans le port de Trizonia à 156 mètres de profondeur environ et mise en place du casing – remplissage de ciment jusqu’à 151.5 mètres de profondeur afin de renforcer la partie inférieure

du forage.

– juin 2002 : installation de l’instrument

– remplissage de gravier de 151.5m de profondeur jusqu’à 150m, profondeur à laquelle doit se faire le contact avec l’instrument

– lors de sa descente dans le forage l’instrument reste bloqué à 146.4m de profondeur soit 3.6m au-dessus de la profondeur souhaitée

– l’instrument est bien couvert par le ciment mais il est placé trop haut (entre 142.6 et 146.4m de profondeur) et se trouve dans une zone fracturée (contact des roches de type bauxite) (figure 2.21).

– octobre 2002 : cimentation supplémentaire

78 2.5. Installation des instruments

FIGURE2.21 – Emplacement final du dilatomètre dans le forage du port de Trizonia (rapport européen CORSEIS).

partie supérieure de l’extensomètre, cela pourrait être dû à une écaille de ciment – environ 30 litres de ciment ont été versés, 5 litres suffisant pour entourer l’instrument.

Etat final du milieu avoisinant l’appareil

Le choix initial de descendre l’instrument à 150m de profondeur était destiné à le préserver des zones fracturées du forage, malheureusement étant bloqué à plus de 3 mètres au-dessus de la profondeur prévue il se retrouve dans un milieu très fracturé. L’appareil se retrouve finalement dans un milieu constitué de calcaires (nappe de type Olonos-Pindos).

Il se retrouve également dans une zone très escarpée (figure 2.22) comme l’indique les variations du diamètre du forage avec des variations de diamètre supérieures au diamètre moyen du forage (10 cm). A ceci s’ajoute une zone de moins d’un mètre de haut, au contact inférieur de l’instrument, présentant des variations rapides de température, cela peut représenter un milieu dans lequel des fluides sont en circulation.

De plus, l’éventuel obstacle vers 140m de profondeur peut laisser présager que le ciment se soit mal consolidé autour de l’instrument. Ainsi une éventuelle présence de fluide à cette profondeur pourrait donner lieu à un milieu argileux visqueux au niveau de la partie supérieure de l’instrument.

Finalement, dès son installation, des doutes persistèrent quant à la nature de l’environnement autour de l’instrument qui ne semble pas être celui attendu pour ce type d’installation. La compréhension de cet environnement et des processus que cela conditionne va s’avérer d’une grande importance durant les études menées dans les chapitres à venir.

Sensibilité aux ondes sismiques et calibration initiale

En plus de sa sensibilité aux forçages externes, qui sera étudiée dans le chapitre 4, le dilatomètre est directement sensible à la contrainte compressive relative aux passages des ondes sismiques. Les figures 2.23 et 2.24 illustrent certains signaux de déformation enregistrés sur le dilatomètre de Trizonia lors du passage des ondes sismiques relatives à des séismes à diverses échelles (locale, régionale, mondiale).

Une analyse théorique montre que la contrainte compressive détectée par le dilatomètre est sensi-blement proportionnelle à la vitesse horizontale du sol dans la direction radiale avec des coefficients dépendants du type d’ondes (incidente P, incidente SV ou Rayleigh). Les enregistrements de la figure 2.24 ont permis une calibration in situ de la réponse du dilatomètre de Trizonia en tenant compte de l’effet des roches voisines à l’échelle kilométrique tout en assumant le fait que l’instrument ne répond

Chapitre 2. Contexte d’étude et instrumentation 79

FIGURE2.22 – Logs géophysiques du forage de Trizonia. Les droites verticales représentent l’empla-cement final de l’instrument (rapport technique).

80 2.5. Installation des instruments 4.017 4.0175 4.018 4.0185 4.019 4.0195 4.02 4.0205 x 104 −0.06 −0.05 −0.04 −0.03 −0.02 −0.01 0 0.01 0.02 Time (s) Amplitude (V) 1241 1242 1243 1244 1245 1246 1247 1248 1249 1250 −0.04 −0.035 −0.03 −0.025 −0.02 −0.015 −0.01 −0.005 0 0.005 0.01 Time (mn) Amplitude (V)

FIGURE 2.23 – (Gauche) Déformation relative à un séisme local du 16/04/07 (7 km de la station dilatométrique) de magnitude 4. (Droite) Déformations relatives à 2 séismes régionaux du 10/04/07 (50-55 km environ de la station dilatométrique) de magnitude 5.

FIGURE 2.24 – Enregistrements du séisme d’Hokkaido de magnitude 8.1 du 25 septembre 2003. Le signal sur le dilatomètre de Trizonia est représenté sur la figure du haut et le signal de vitesse radiale du CMG3 de la station SER (figure 2.4, haut) est en bas. D’après Bernard et al. [2006].

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FIGURE2.25 – Logs géophysiques du forage de Monasteraki. Les droites vertes (pointillés) indiquent l’emplacement de l’instrument (P. Bernard, communication personnelle).

qu’à la déformation compressive lointaine et non à la déformation déviatorique. Une sensibilité de

1.09 ± 0.16 × 10¹¹ D.U/strain à une période de l’ordre de la minute a été donnée par l’analyse des ondes de Rayleigh du séisme d’Hokkaido [Bernard et al., 2006].

Cette calibration, basée sur une hypothèse de contact solide entre les roches et l’instrument (sensi-bilité à la contrainte horizontale), est celle qui sera utilisée pour débuter les différentes études portant sur le dilatomètre de Trizonia. En fonction des observations et des résultats obtenus cette calibration pourra éventuellement être réajustée.