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Bilan de l'EquipEx Résif-Core

Résif
November 15, 2021

Bilan de l'EquipEx Résif-Core

Présentation de Jérôme Vergne (Eost) | Rencontres scientifiques et techniques Résif | 15-18 novembre 2021, Obernai

Résif

November 15, 2021
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Transcript

  1. CORE Bilan de l’EquipEx Résif-Core et des actions RLBP /

    Sismob Rénag Gperm / Gmob Système d’information Jérôme Vergne, Florent Brenguier, Philippe Vernant, Sylvain Bonvalot, Claudio Satriano + ensemble des collaborateurs 1 15/11/2021 RST Résif-Epos, Obernai, 15-18 Nov. 20211
  2. CORE L’EquipEx Résif-Core Période : 2012-2021 Dotation : 8 500

    k€ (T1) + 800 k€ (T2) Partenaires = CNRS-INSU inc. DT-INSU, EOST, IPGP, OCA, OMP, OPGC, OREME, OSUG, OSUNA Axe 1 : développement du RLBP et de Sismob Axe 2 : Jouvence de stations Rénag Axe 3 : Jouvence et développement des gravimètres permanents et mobiles Axe 4 : Développement du Système d’information 5 573 k€ 260 k€ 725 k€ 1 694 k€ Coordination 250 k€ Budget initial RESIF-CORE = développement des briques fondamentales de l’infrastructure Résif-Epos 15/11/2021 RST Résif-Epos, Obernai, 15-18 Nov. 20211 2
  3. CORE Axe 1 : Résif-RLBP Objectifs du RLBP : •

    Connaissance des sources et de l’aléa sismique sur le territoire • Imagerie des structures profondes • Intégration aux réseaux européens et mondiaux (imagerie globale + étude grands séismes) Il y a 10 ans : • ~35 stations large bande en métropole + 65 stations courte période du RéNaSS • Hétérogénéité (répartition, instrumentation, qualité) • Accès complexe aux données Objectif Résif(-Core) : Bâtir un réseau dense, homogène, de qualité et durable de ~200 stations à l’horizon 2020 Nov. 2011 15/11/2021 RST Résif-Epos, Obernai, 15-18 Nov. 20211 3
  4. CORE Axe 1 : Résif-RLBP Aujourd’hui : • 170 stations

    opérationnelles (~180 prévues fin 2022) • 92 sites en forage peu profond • Faible niveau de bruit, notamment à longue période • >92% de disponibilité des données • Données aisément accessibles et de + en + utilisées Z 15/11/2021 RST Résif-Epos, Obernai, 15-18 Nov. 20211 4 Nov. 2021
  5. CORE http://ds.iris.edu/spud/gmv/19317759 Supplementary Figures Figure S1: (a) Map of the

    seismological stations used for the source analysis. (b) Estimation of seismic moment M0 and corner frequency FcP from the displacement spectra of the recorded P-waves (in the frequency range where the signal-to-noise ratio is above 3), by fitting the source model described in Eq 2 and Eq 3 (Methods). The gray area represents the 68% confidence interval. (c) Bayesian estimation of M0 , FcP and QP (P-wave quality factor). Left: 2D-posterior distribution of FcP and M0 . Right: 2D-posterior distribution of QP and FcP . Supplementary Figures Figure S1: (a) Map of the seismological stations used for the source analysis. (b) Estimation of seismic moment M0 and corner frequency FcP from the displacement spectra of the recorded P-waves (in the frequency range where the signal-to-noise ratio is above 3), by fitting the source model described in Eq 2 and Eq 3 (Methods). The gray area represents the 68% confidence interval. (c) Bayesian estimation of M0 , FcP and QP (P-wave quality factor). Left: 2D-posterior distribution of FcP and M0 . Right: 2D-posterior distribution of QP and FcP . Causse et al., 2021 Axe 1 : Résif-RLBP @M. Grunberg BCSF-RéNaSS 15/11/2021 RST Résif-Epos, Obernai, 15-18 Nov. 20211 5
  6. CORE Axe 1 : Sismob Situation il y a 10

    ans : • Parc très demandé mais partiellement obsolète Aujourd’hui : • 150 stations (~65 LB, ~85 MB) + 100 nodes Parc rénové à ~80% • Possibilité de transmission temps réel des données et monitoring (via Synapse) • Plateforme de test et calibration (en lien avec la plateforme RLBP à l’EOST) • Mise en place d’un parc européen (avec GIPP + Seis-UK) ~50 TB de données distribuées (Résif/Eida) 15/11/2021 RST Résif-Epos, Obernai, 15-18 Nov. 20211 6
  7. CORE Axe 1 : Sismob (+RLBP) 148 Figure 9.3: Statistics

    and 2D representation of the MFP output (a) Distribution of the average number of events located per d as a function of the MFP output. Green shaded areas show t Expérience RESOLVE (Glacier d’Argentière) 2018 Nanni et al., 2021 Noubiat et al., en révision Expérience ALPARRAY 15/11/2021 RST Résif-Epos, Obernai, 15-18 Nov. 20211 7 (b) wing the regions, plates and main geological boundaries discussed in the text (modified from Faccenna et al., 2014). Black ain thrusts and subduction zones. Black lines with squares represent extensional faults associated with development of the ystem. (b) Location map of the broadband seismic networks used in this study. The white frame indicates the main focus the Western Alps. ROUP-VELOCITY MAPS babilistic Vs model of the Alpine st step towards this goal, we com- nd associated uncertainties using a screte periods from 4 s to 150 s. y maps are derived by exploring ferent parameterizations using the Monte-Carlo method (rj-McMC) ) first applied in a seismic tomog- 012). The parameterization of the nversion without any explicit regu- resolution to self-adapt to the path he information contained in group- odel complexity required to fit the vel, which is treated as an extra pa- rmined within a hierarchical Bayes ., 2004). e crust is strongly heterogeneous city contrasts, the non-linearity of ed for by iteratively updating the t Marching Eikonal solver (FMM, . ing to Bayes’s theorem (Bodin et al., 2012) p(m|d) / p(d|m)p(m) (1) where p(m) is the a priori probability density of the model param- eters m, i.e. what we know about the velocity field independently of the data. The term p(d|m) is the likelihood function and repre- sents the probability of observing d given a model m, and given the statistics of data errors. Assuming normally distributed uncor- related data errors, p(d|m) can be expressed with the general Gaus- sian form p(d|m) = 1 N Q i=1 p 2⇡ di ⇥ exp ✓ (m) 2 ◆ (2) where di is the standard deviation of data errors on the ith ob- servation, N is the number of observations, and (m) is the misfit function for the model m (m) = N X i=1  (g(m) d)2 2 d i (3) The term gi(m) represents data computed by the forward problem, i.e. the travel time of the ith ray predicted by the model m, and computed from gi(m) = n X Lij vj (4) A new crustal Vs model of the Alps 11 PB PB PB PB SFB SFB SFB SFB IB IB IB IB W E Transect Cifalps
  8. CORE Objectifs: ! Quantifier la déformation tectonique lente en France

    métropolitaine ! Mesurer les variations du niveau de la mer en co- localisant des sites avec des marégraphes ! Mesurer le contenu en vapeur d’eau de la troposphère ! Etudier les surcharges océaniques, atmosphériques et hydrologiques ! Explorer de nouvelles applications GNSS Situation il y a 10 ans : • 68 stations GNSS • Seulement 28 sites avec plus de 8 ans de mesure (donc utilisable pour une précision de l’ordre de 0.2- 0.3 mm/an) Carte du reseau actuel Rénag 15/11/2021 RST Résif-Epos, Obernai, 15-18 Nov. 20211 8 Axe 2 : Résif-Rénag
  9. CORE La situation actuelle: • 95 stations GNSS dont 75

    avec plus de 8 ans de mesure + 215 stations du partenaire privé Orphéon • 49 sites modernisés (récepteur, antenne, option Galileo, récupération automatique des données) • Modification de 76 sites de campagne (Pyrénées = 42, Alpes = 34) pour mesures semi permanentes intégrées au Rénag Test de système GNSS low-cost (ex : stations CGRO) Site CGRO © M. Vidal 15/11/2021 RST Résif-Epos, Obernai, 15-18 Nov. 20211 9 Axe 2 : Résif-Rénag
  10. CORE Axe 2 : Résif-Rénag Quelques études menées par des

    acteurs du RENAG : • Premières mesures du taux de surrection actuel des Alpes (Nocquet et al., 2016) • Etude des déformations alpines à partir des sites permanents et semi-permanents (Walpersdorf et al. 2018) • Carte des taux de déformation actuels de l’ensemble de la France métropolitaine (Masson et al., 2019) • Comparaison inter-centres opérationnels RENAG sur les méthodes de calcul des vitesses à partir des séries temporelles (Mazzotti et al. 2020) Masson et al., 2019 15/11/2021 RST Résif-Epos, Obernai, 15-18 Nov. 20211 10
  11. CORE Axe 3 : Résif-Gperm + Gmob Il y a

    10 ans : Parc instrumental existant mais besoin de jouvence et de développement " Nombreux instruments de plus de 15 à 20 ans " Moyens de mesures insuffisants pour répondre aux besoins Objectifs Résif-CORE : Modernisation / développement du parc instrumental " 1 gravimètre relatif de terrain à ressort (Scintrex CG5) " 1 gravimètre relatif Supra-conducteur d’observatoire iOSG (Jouvence Observ. de Strasbourg) " 1 gravimètre absolu de nouvelle génération (atomes froids) – Développement par Startup MuQuans Effet levier Résif-CORE " Acquisition/Jouvence d’autres instruments relatifs (Scintrex CG5/CG6 ) ou absolus (FG5) " Structuration de la communauté 15/11/2021 RST Résif-Epos, Obernai, 15-18 Nov. 20211 11
  12. CORE Axe 3 : Résif-Gperm + Gmob Aujourd’hui : Exemple

    de réalisation technique :l’AQG " Développement du 1er instrument commercial au monde " Instrumentation nouvelle pour le monitoring (mesures absolues à 2Hz !) " Evaluation instrumentale / Comparaison instruments conventionnels " Soutien au développement d’un constructeur FR (µQUANS/iXBlue) Diversité de moyens de mesures BDD & Réseau national d’observation 15/11/2021 RST Résif-Epos, Obernai, 15-18 Nov. 20211 12
  13. CORE Axe 3 : Résif-Gperm + Gmob Ex: Gravity survey

    on mud volcanoes (Azerbaïdjan, 2019) Lien sismicité / structure profonde des Pyrénées par inversion gravimétrie- sismologie Imagerie de différents types de volcans de boue par microgravimétrie et InSAR 15/11/2021 RST Résif-Epos, Obernai, 15-18 Nov. 20211 13
  14. CORE Axe 4 : Système d’information Il y a 10

    ans, les données sismologiques de Résif étaient distribuées par 5 institutions différentes : • CEA : réseaux sismique RD pour l’alerte nationale • ISTerre (LGIT) : RAP National Data Centre + déploiements temporaires • IPGP : GEOSCOPE et observatoires volcanologiques • Géoazur et EOST : stations BB et CP en métropole Objectif Résif-CORE : fédérer l’observation sismologique française et fournir un point d’accès unifié aux données sismologiques 15/11/2021 RST Résif-Epos, Obernai, 15-18 Nov. 20211 14
  15. CORE Axe 4 : Système d’information Le système d’information sismologique

    de Résif aujourd’hui A-Nodes B-Node Résif-DC SISMOB 2086 stations RAP 210 stations RLBP 168 stations DASE 16 stations EOST/OCA CEA GEOSCOPE 52 stations VOLCANO 98 stations MARINE 66 stations IPGP Associated permanent networks OMIV 16 stations Nouvelle Calédonie 10 stations Corinth 39 stations Realtime data distribution Data storage Validated data Realtime data Metadata database Side products Local access methods Data distribution FDSN standard web services OSUG Nodes 7.1% Others 0.4% Accelerometers 30.2% Velocimeters 62.3% Données ouvertes (CC-BY-4.0) 3 ans max d’embargo DOI pour tous les réseaux permanents et la plupart des réseaux temporaires Un système distribué 15/11/2021 RST Résif-Epos, Obernai, 15-18 Nov. 20211 15
  16. CORE Axe 4 : Système d’information Réalisations récentes Le nouveau

    portail web des données sismologiques : https://seismology.resif.fr Des webservices pour découvrir et interagir avec les données sismologiques : https://ws.resif.fr 15/11/2021 RST Résif-Epos, Obernai, 15-18 Nov. 20211 16
  17. CORE Axe 4 : Système d’information Papier SRL, 2021 Un

    grand MERCI Catherine ! 15/11/2021 RST Résif-Epos, Obernai, 15-18 Nov. 20211 17
  18. CORE Quelques challenges RLBP + Sismob • Améliorer la qualité

    (dont caractérisation des sites) • Proposer des produits avancés (dont modèles 3D tomographique) • Développer des sites multi-instrumentés • Sismob : Intégration DAS Rénag • Produire des solutions et les diffuser (dans un premier temps champ de vitesses, de déformation) • Evaluer la qualité des solutions lowcost • Diffuser le flux pour les corrections cinématiques temps réel pour un maximum des sites RENAG Gperm + Gmob • Jouvence des gravi relatifs (Scintrex CG6) • Poursuivre l’investissement dans les capteurs à atomes froids (développement de nouvelles versions AQG en cours) • Consolidation du réseau de référence et soutien aux activités métrologiques (ex: LNE/SYRTE) Système d’information • Absorber la montée en puissance des volumes de données à gérer (Large-N arrays, DAS, …) • Prendre en charge de nouveaux formats de données et/ou métadonnées (Large-N, DAS, Sismologie marine, Sismologie urbaine) 15/11/2021 RST Résif-Epos, Obernai, 15-18 Nov. 20211 18
  19. CORE A tous ceux qui se sont impliqués depuis 10

    ans dans la réalisation de Résif-Core Merci !!! 15/11/2021 RST Résif-Epos, Obernai, 15-18 Nov. 20211 19