Nous venons d’étudier les effets induits sur l’instrument par les 2 sources perturbatrices externes majoritaires. A ces contributions peuvent éventuellement s’ajouter une contribution très locale qui est celle de la pression de pore via une connexion par le forage ainsi qu’une contribution à grande échelle représentée par l’effet élastique des mers environnantes, notamment la mer Méditerranée.
3.8.1 Pression de pore
Des données de pression totale au niveau de l’extrémité supérieure du forage sont disponibles pour les 3 dernières années. Nous allons nous intéresser ici à une vingtaine de jours de données en juin 2010 ainsi qu’en décembre 2010. Ces périodes concordent avec celles où avaient été effectuées les corrections des signaux (partie 3.7). Le signal de pression totale au niveau de l’extrémité supérieure du forage est donné par la figure 3.43 (haut). La pression (ou niveau) d’eau dans le casing interne du forage (figure 3.43 (bas)) s’obtient simplement en substituant au signal de pression totale celui de pression atmosphérique (figure 3.43 (centre)).
L’étude des résidus de déformation relatifs à chacune des composantes de l’extensomètre exhibait notamment un signal persistant à 12 et 24h de période sur la composante s1b et ceci pour les 2 périodes d’étude (figures 3.41 et 3.42). Etant donné qu’une seconde corrélation ne permettait pas une correction supplémentaire des signaux on peut dès lors se demander si ces signatures rémanentes ne sont pas d’une
140 3.8. Sollicitations supplémentaires éventuelles 2 4 6 8 10 12 14 16 −1 0 1 s1a component 2 4 6 8 10 12 14 16 −5 0 5 s1b component Amplitude 2 4 6 8 10 12 14 16 −2 0 2 s1c component Time (day)
FIGURE3.44 – 17 jours de signaux résiduels (en nstr, courbe noire) et de pression de pore (en mbar, courbe rouge) durant juin 2010 à Monasteraki.
autre origine. La comparaison des signaux résiduels avec le signal de pression de pore à 12h de période (figure 3.44) semble mettre en évidence une corrélation en ce qui concerne la composante s1b alors que la dépendance en pression de pore des composantes s1a et s1c est moins claire. Celà provient d’une part d’un déphasage variable dans le cas de s1a et d’autre part d’un rapport d’amplitudes variable pour s1c. Cette dépendance en phase et en amplitude à 12h de période, dans le cas de la voie s1b, se retrouve dans les 2 périodes d’étude (tableau 3.22) avec une certaine stabilité du rapport d’amplitudes et une quadrature des signaux avec un retard du signal de déformation résiduel. A 24h de période les effets sont moins visibles, les composantes étant peut être encore faiblement perturbées par des résidus de marée solide.
Les coefficients issus des corrélations réalisées sur ces 2 périodes semblent indiquer une dépendance fréquentielle du signal extensométrique résiduel de la voie s1b par rapport à la pression d’eau du forage.
TABLE3.22 – Paramètres issus de la corrélation maximale à 12h de période entre le signal résiduel de
la voie s1b et le signal de pression de pore.Rs1b est le rapport d’amplitudes (en mbar/nstr) entre les valeurs rms de pression et de déformation. Un signe négatif du déphasageΦs1b indique un retard du signal de déformation par rapport à celui de pression.
Période Rs1b Φs1b(˚)
juin 2010 0.25 -90
Chapitre 3. Etude des signaux extensométriques de Monasteraki 141
De plus le signal de pression du forage étant en phase avec celui de pression d’eau du golfe, la dépen-dance entrevue pourrait dès lors suggérer une perturbation de la composante s1b par une éventuelle diffusion de pression de pore via le forage et également renforcer l’hypothèse d’un couplage solide partiel de la composante s1b (problème de cimentation). Cette correction au moyen d’une fonction de transfert pourrait éventuellement permettre une correction supplémentaire du signal de s1b à 12h de période notamment. Mais le mode de transfert de pression n’étant pas bien compris, cette correction ne sera pas menée dans cette étude.
3.8.2 Influence des charges de la mer Méditerranée
Jusqu’à présent dans les études des signaux de Monasteraki nous n’avons pas évoqué les éventuelles déformations relatives aux déplacements de charges d’eau de la mer Méditerranée lors des marées notamment. Les eaux principales de la mer Méditerranée se situent à une centaine de kilomètres environ du site d’étude. Les éventuelles perturbations sur les instruments seraient uniquement de type élastique compte-tenu des distances. De telles perturbations peuvent engendrer de fortes déformations sur les signaux de déformation associés à des instruments installés dans les zones côtières notamment. De tels effets peuvent également être importants sur des signaux InSAR par exemple [DiCaprio and Simons, 2008].
La prédiction de la déformation induite à Monasteraki par les charges de la mer Méditerranée sous l’impulsion des marées océaniques va être effectuée au moyen du programme NLOADF [Agnew, 1997] issu du package SPOTL. Ce programme permet de prédire certains effets (déformations, déplacements, gravité, ...) dûs aux chargements océaniques sous certaines ondes de marées en un lieu donné. Pour celà divers modèles de déplacements associés aux principales ondes de marées dans des modèles océaniques globaux et locaux sont pris en compte. A celà s’ajoute le choix de la fonction de Green du chargement océanique basée sur les équations de Farrell [1972] dont les différences proviennent de la nature de la croûte terrestre considérée.
Nous allons nous intéresser ici à la déformation volumique à Monasteraki sous l’influence des ondes
de marées semi-diurnesM2etS2et de l’onde diurneK1 de la mer Méditerranée. Les périodes propres
de ces ondes sont répertoriées dans le tableau 4.1. Le modèle océanique utilisé est le modèle global TPXO7.0 (http ://www.coas.oregonstate.edu/research/po/research/tide) possédant des cellules de 0.25˚
i.e une résolution de l’ordre de 25x25km2. Ce modèle océanique, du fait de sa résolution, ne prend
pas en compte le golfe de Corinthe. Cette résolution est ainsi insuffisante dans le cas d’une prédiction correcte des amplitudes et des phases du niveau de la mer aux périodes des marées mais elle permet d’obtenir un ordre de grandeur correct de ces effets dans le golfe.
La fonction de Green utilisée prend un compte une structure élastique de la Terre avec une croûte continentale en tant que couche supérieure. Les amplitudes moyennes (extension comptée positive) des déformations volumiques synthétiques à Monasteraki associées aux diverses ondes de marées sont présentées dans le tableau 3.23. A celles-ci s’ajoutent les déphasages avec la station d’observation dont un signe négatif illustre un retard à la station.
La déformation volumique synthétique relative à chaque onde de marée de la mer Méditerranée est inférieure au nanostrain ainsi ces valeurs sont de l’ordre de grandeur de la résolution de l’instrument
de Monasteraki. Les variations de niveau d’eau associées à l’onde M2 sont de l’ordre de 30-40cm
dans le golfe de Corinthe ainsi qu’au niveau de la mer Méditerranée. Or connaissant la sensibilité de chaque voie de l’instrument aux surcharges du golfe (tableau 3.20) on voit que les déformations attendues lors des marées semi-diurnes sont d’environ 60nstr sur la composante s1a et autour de 30nstr sur les composantes s1b et s1c. Celà nous donne une déformation aréolaire d’environ 80nstr (et une déformation volumique du même ordre de grandeur) ce qui représente une valeur environ 100 fois