Objectifs scientifiques
Le projet vise à concevoir et réaliser un système de mesures acoustiques autonome (Bubblephone) permettant de suivre de manière passive l’activité de bullage dans des zones de dégazage sous-marin ou lacustre. L’activité hydroacoustique n’est généralement mesurée par les hydrophones des sismomètres fond de mer (OBS, Ocean Bottom Seismometer) qu’à basse fréquence (1-100 Hz) et dans une bande perturbée par la turbulence, alors que le bullage émet une activité acoustique énergétique à des fréquences plus élevées (~ 1 kHz) qui dépendent de la taille des bulles. La station aura pour fonction de filtrer les signaux de l’hydrophone pour acquérir les signaux haute-fréquence émis par les bulles, de calculer et stocker leurs spectres en fréquence et aussi des séquences de données brutes. Le post traitement permettra d’évaluer les variations du volume des bulles au cours du temps.
Cette station sera conditionnée dans une ligne de mouillage pour être placée à proximité des zones de dégazage, et dans un caisson hyperbare pour pouvoir aller à des profondeurs kilométriques. Un tel système pourrait être déployé pendant plusieurs mois à proximité de volcans actifs, comme à Mayotte, ou dans la zone marine de dégazage volcanique des Champs Phlégréens (Italie), sur des systèmes hydrothermaux sous-marins (Açores), sur des zones de faille ou sur des zones de dégazage de méthane et de CO2.
Le développement de l’électronique embarquée sera réalisé à partir des modules conçus pour les OBS par l’IPGP Géosciences Marines, et en y adjoignant des cartes et des codes spécifiques. Les deux équipes d’ISTerre et de l’IPGP possèdent un savoir-faire reconnu dans les mesures acoustiques, la conception et la réalisation de modules sous-marins autonomes et le développement de logiciel embarqué.
Description technique
La demande technique à la DT-INSU porte sur :
- Un soutien au développement électronique : l’ingénieur doit finaliser les tests d’intégration et de caractérisation de l’ensemble.
- Un soutien à la conception mécanique : il concerne l’étude dynamique du système en entier, il faut en effet analyser les modes propres acoustiques de la structure, tenter de réduire les écoulements turbulents sur l’hydrophone, et les vibrations de l’hydrophone lui-même. Ce travail a pour but la caractérisation acoustique du système et la réduction de ses vibrations en place avec du courant océanique.
Contact DT : Hervé Barrois
Contact labo ISTERRE : Jean Vandemeulebrouck