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Instrumentation du Gouffre Tarissan (octobre 2006) logo français

par GIBERT Dominique - 8 octobre 2006

Cet article décrit décrit la suite des opérations d’équipement du gouffre Tarissan commencées en juillet 2006 . L’objectif de la mission d’octobre 2006 est de poser une nouvelle sonde de température, celle du câble mis en place en juillet étant défectueuse. Les mesures de température faites dans le panache de vapeur étant très encourageantes, nous avons décidé de les poursuivre en réalisant une "guirlande" de capteurs plus résistante à la température et à l’acide.

Cette opération a été menée sous les co-directions scientifiques de François Beauducel , Dominique Gibert et Jean Vandemeulebrouck et a bénéficié du concours de Jacques Grangeon, Bruno Kergosien, Thierry Kitou, Florence Nicollin , et Guillaume Pochon .


Introduction

Le gouffre Tarissan, également appelé le cratère Tarissan, est le lieu d’une activité importante lors de chaque épisode éruptif de la Soufrière de Guadeloupe. Lors de la dernière crise de 1976-1977, c’est encore ce cratère qui a éjecté l’essentiel des matériaux dont on évalue le volume à 800 000 \; m^3. Depuis quelques années, le gouffre Tarissan montre une reprise d’activité qui se traduit par l’émission d’un panache de vapeurs acides de plus en plus important.

Il est évidemment intéressant de suivre plus précisément cette reprise d’activité et c’est pourquoi des prélèvements ont été effectués à partir novembre 2002 après que des sondages aient révélé la présence d’un lac d’acide en ébullition à environ 70 mètres de profondeur. La synthèse des analyses de ces prélèvements montre que l’acidité du liquide a augmenté lors de l’été 2005.

Davantage de mesures sont nécessaires pour modéliser le comportement chimique et hydraulique du gouffre et il a été décidé de mesurer plusieurs paramètres physico-chimiques dans le cratère. La partie la plus délicate est certainement la pose de capteurs dans l’acide dont les propriétés corrosives mettent à mal beaucoup de solutions techniques. Après différents tests, un câble en téflon muni d’une sonde de température, d’un capteur de pression et d’un hydrophone a été réalisé par Jacques Grandgeon et Jean Vandemeulebrouck du Laboratoire de Géophysique Interne et Tectonophysique (LGIT) à Chambéry. Après que des calibrations aient été effectuées au laboratoire d’acoustique de Géosciences Rennes, le câble a été posé en juillet 2006 par François Beauducel et ses collègues de l’Observatoire Volcanologique et Sismologique de Guadeloupe (OVSG) et par Dominique Gibert de Géosciences Rennes .


Fabrication et tests de la guirlande de sondes de température

Nos essais de juin et juillet 2006 nous ont montré l’intérêt de pouvoir mesurer les variations de température dans le panache de vapeur émis par le gouffre Tarissan. Ces mesures sont utiles pour étudier la turbulence dans le panache et la dynamique des bouffées émises par intermittence. Elles peuvent aussi servir à quantifier la fréquence des émissions de vapeur et de les relier aux mesures faites en profondeur dans le lac d’acide en ébullition .

Les essais nous ont aussi permis de tester différentes solutions techniques résistant aux conditions extrêmement difficiles régnant dans le gouffre. L’utilisation de câbles et de capteurs incrustés dans du téflon est satisfaisante pour les capteurs plongés dans l’acide. C’est donc la même technique qu’a utilisée Jacques Grangeon pour fabriquer un second câble muni d’une thermistance.

Pour la guirlande de capteurs pendant verticalement dans le panache de vapeur, les conditions sont moins difficiles et la principale précaution à prendre est d’assurer une bonne étanchéité des connexions tout en utilisant un câble résistant à des températures d’environ 90°C pour la partie la plus basse du gouffre. Nous avons choisi un câble comportant 36 conducteurs gracieusement fourni par René Ruault de la Société ABEM France le long duquel nous avons soudé 11 sorties espacées de 6 mètres et au bout duquel nous avons placé une prise étanche (IP68) afin de pouvoir prolonger le câble par une rallonge en téflon plongeant dans l’acide. La protection a été assurée par un enrobage avec de la résine de polyuréthane spéciale pour les composants électriques.

Ci-dessus : Le câble comporte 36 conducteurs et est dénudé tous les 6 mètres afin d’y souder les fils de branchement des sondes de température. A droite : Un moule est mis en place pour recevoir la résine d’enrobage
A gauche : Florence Nicollin coule la résine d’enrobage des sondes de température. Ci-dessus : Les moulages sont terminés, l’ensemble a belle allure il ne reste plus qu’à lui faire subir la descente dans le gouffre Tarissan !

Les essais faits lors des missions précédentes nous ont aussi montré qu’il est nécessaire de faire des mesures à une cadence suffisamment élevée pour pouvoir suivre la montée des panaches de vapeur depuis le fond du gouffre. Une cadence d’une mesure par seconde est souhaitable, ce qui est la limite théorique de notre précédent système d’enregistrement.

Pour cette mission, nous avons utilisé une centrale de mesure Gantner e-pac sur laquelle nous avons connecté 12 convertisseurs e-bloxx A-A1 conditionnée dans un coffret étanche (IP68). Cette centrale de mesure permet d’échantillonner les signaux à une cadence de 1 kHz. Un logiciel, écrit par Guillaume Pochon (BGP Electronic ) et Bruno Kergosien permet de piloter l’ensemble et de stocker les données dans la mémoire de la centrale.
Après un voyage à travers l’Atlantique, la guirlande est testée et les réponses impulsionnelles des sondes sont mesurées en les plongeant dans un seau d’eau chaude.
La programmation de la centrale de mesures est désormais terminée après quelques heures d’échanges de fichiers avec Guillaume Pochon .

Pose des câbles dans le gouffre Tarissan

Le mois d’octobre est l’un des plus arrosés de l’année, comme le montre cette photo du Pont-Naturel prise par Dominique Gibert le 5 octobre 2006. Ce jour là, le prélèvement d’eau de pluie pour les analyses isotopiques de Céline Dessert a été facile à faire... Le Pont Naturel est un passage étroit séparant le gouffre Tarissan (à gauche de la photo) du gouffre Dupuy dans lequel se déverse la cascade
La centrale de mesures consomme environ 25 Watts et Thierry Kitou ajoute des paneaux solaires à la station du gouffre Tarissan pour garantir la production d’énergie électrique. lorsque le Soleil brille, les quatre panneaux produisent au maximum 100 W.