SURVEILLANCE DES ATOLLS DE MORUROA ET DE …...2.1. Suivi continu de I'évolution de Moruroa 2.1.1. Le système TELSITE Le suivi continu concerne Moruroa où les effets des expérimentations

DÉPARTEMENT DE SUIVI DES CENTRES D’EXPÉRIMENTATIONS NUCLÉAIRES

SURVEILLANCE DES ATOLLS DE MORUROA ET DE FANGATAUFA

TOME II

SURVEILLANCE GEOMECANIQUE

Année 2018

N° 262 DGA/DO/UM NBC/SCEN du 19 juillet 2019

N° CEA/DAM/DMNP/DO 95 du 15 juillet 2019

MINISTÈRE DES ARMEES

DIRECTION GÉNÉRALE DE L’ARMEMENT

DIRECTION DES OPÉRATIONS

UNITÉ DE MANAGEMENT NUCLÉAIRE BIOLOGIQUE ET CHIMIQUE

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CEA/DAM/DM N P/95/20 1 g/DO

1

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diffsé le: 16107119

CFIVDAJV/DMNP

DO 95 1fl07119

SURVEILLANCE DES ATOLLSDE MORUROA ET DE FANGATAUFA

TOME II

BILAN GEOMECANIQUE

ANNEE 2018

Date d'émission : 26106/2019 Nombre de pages : 87

Commissarial à l'énergie atomique et aux énergies alternativesCentre DAM-[le de France - DASE/LDG - BruyèresJe-Châtel9'1297 ARPAJON CedexTé1. : +33 (0)1 69 26 54 71 - Fax: +33 (0)l 69 26 71 30Etablissement public à caractère industriel et commercial I RCS Paris B 775 685 01 I

Le Chef desurveillance envi

Direct¡on des Applications MilitairesLe Chef de projet surveillance environnementale

CEA/DAM/DMN P/95/20 I g/DO

3

SURVEILLANCE DES ATOLLSDE MORUROA ET DE FANGATAUFA

TOME II

BILAN GEOMECANIQUE

Année 2018

SOMMAIRE

I. RESUME 5

2. LA SURVEILLANCE DE L'ATOLL DE MORURO4............... 6

2.1. Survl corurt¡¡u DE L'EVoLUTIoN DE MoRURoA... ........ 6

2.2. Corr¡posnrurEs DES sysrEMEs DE TELESURVETLLANcE TELSITE ET TELSITE2 .................................... 8

2.3. EXICEruCES COMMUNES EN MATIERE DE FONCTIONNEMENT DES SYSTEMES DE TELESURVEILLANCE

TELSITE er TELSITE2 ET IMPLICATION POUR L'ANNEE 2018........... .....14

2.4. ConeReruce ENTRE LES DoNNEES rssuEs DES sysrEMes TELSITE ET TELS|TE2..............................14

2.5. CAn¡pRcnes coMpLEMENTA|REs DE cARAcrERtsATtoN DE L'EVoLurloN DEs ATo11s............................ 15

3. BILAN DE L'EVOLUTION DE LAZONE NORD.EST MESUREE EN 2018

3.1.

3.2.

3.3.

3.4.

15

16

32

42

56

57

58

58

60

60

Srsvrrcrre

DEPLACEMENTS ET DEFORMATIONS EN SURFACE.........

Drpmce¡¡e¡¡TS ET DEFoRMATIoNS EN PRoFoNDEUR..

Svruruese DE L'AclvtrE EN zoNE NoRD-Esr

4. BILAN DE L'EVOLUTION DANS LE SECTEUR SUD-EST (ZONE SIMONE)

5. CAMPAGNE TOPOGRAPHIQUE 20'14 : PRINCIPAUX RESULTATS.......'

5.1. PRTNCTPAUX RESULTATS pouR MonuRoA ..............

5.2. PRr¡rclpRux RESULTATS poun FnrucRrAUFA...........

5.3. INTERpRETATtoN PouR LA zoNE NoRD-Esr oe MoRuRoA..........................

6. BILAN DE FONCTIONNEMENT DES SYSTEMES TELSITE ET TELSITE2 POUR L'ANNEE 2018.. 63

CEA/DAM/DMNP/95/201 g/DO4

6.1. DISpoNIBITITES DES MESURES

6.2. FAITS MARQUANTS ETACTIoNS DE MAINTENANGE .................

7. BILAN DE LA SURVEILLANCE DE L'ATOLL DE RANGIROA POUR L'ANNEE 2018

7.1 BluN oe LA SURVETLHNcE DE L'AToLL oe RRruelnoA pouR 2018 ..........

7.2 Co¡¡ctusrorrr poun RRruelRoA .....

8. CONCLUSIONGENERALE.....

AÑNEXE I . EXEMPLES DE SIGNAUX SISMIQUES

ANNEXE 2 . ANALYSE DE LA SISMICITE EN TERMES D'ENERGIE..................

ANNEXE 3 - CAMPAGNE TOPOGRAPHIQUE PERIODIQUE 20'14........

ANNEXE 4 - BILAN DE LA SURVEILLANCE DE L'ATOLL RANGIROA DE 2OO3 A 2OI8

63

63

64

65

65

66

67

68

69

79

CEA/DAM/D M N P/95/20 1 g/DO

5

1. Résumé

Dans le cadre de la surveillance des atolls de Moruroa et Fangataufa, le suivi de l'évolution géomécanique a

été confié par les Armées au CEA/DAM. Ce rapport décrit le dispositif mis en place pour mener ce suivi et

présente son bilan pour I'année 2018.

Depuis 1997,|a surveillance géomécanique reposait sur le dispositif TELSITE (pour télésurveillance de site).

La durée de vie prévue de ses équipements ayant été atteinte, un nouveau système de surveillance, baptisé

TELSITE2, a été installé et mis en service opérationnel à la fin du mois d'août 2018. Le système TELSITE2

bénéficie de quelques ajustements et modifications apportés en vue de tenir compte du bilan des vingt

années d'analyse des données de TELSITE et des contraintes de site ; les missions et les objectifs des deux

systèmes sont cependant inchangés.

Dans une première partie, les principaux éléments des deux systèmes et du programme de surveillance sont

rappelés. Le bilan de la zone Nord-Est de Moruroa pour l'année 2018 est ensuite présenté. La rénovation

complète du système de surveillance a conduit à établir ce bilan à partir des mesures continues du système

TELSITE de janvier à août et de celles de TELSITE2 de septembre à décembre. Une analyse des données

est réalisée pour chaque type de capteurs du dispositif de surveillance : des capteurs sismiques pour

analyser I'activité microsismique, des capteurs GPS pour mesurer les déplacements en surface, des

extensomètres et des inclinomètres implantés en forage pour détecter les mouvements en profondeur. La

microsismicité de la zone Sud-Est fait également l'objet d'un bilan pour 2018. Les príncipaux résultats issus

de la dernière campagne topographique réalisée en 2014 sont ensuite rappelés. Enfin, les observations

concernant les mesures de sismicité acquises en 2018 pour Rangiroa sont rapportées. Compte-tenu du peu

d'apport avéré de la surveilfance de cet atoll pour celle de Moruroa, son suivi en tant que référence ne sera

pas maintenu ; son bilan pour 2018 est donc le dernier présenté dans le cadre de la surveillance des atolls.

En 2018, l'activité microsismique de Moruroa montre un niveau très faible, tant en termes de nombre

d'évènements que de magnitudes. La répartition de cette microsismicité au sein de la zone Nord-Est ne

traduit pas d'évolution de la géométrie de ces zones depuis la fin des essais. En surface, les déplacements

verticaux et horizontaux les plus importants se situent en zone Camélia. Les capteurs en profondeur, en

cours de stabilisation, évoluent peu à ce stade. L'amplitude du mouvement de cette zone vers I'océan

diminue cependant. Les déplacements sont minimes dans les autres zones. Les mesures continues dans

leur ensemble montrent un ralentissement global progressif ou une stagnation des vitesses de déplacement

en surface et en profondeur en zone Nord-Est. Les résultats de la dernière campagne topographique

périodique (2014) corroborent ces éléments.

Depuis la fin des essais à Moruroa (1995), le mouvement, en ralentissement, reste mesurable. Les vitesses

estimées sont faibles et ne montrent pas de changement de tendance en 2018. L'évolution peut être classée

au niveau le plus faible de l'échelle des risques (Tableau 1), témoignant d'une situation normale.

CEA/DAM/DMN P/95/201 g/DO6

2. La surveillance de I'atoll de Moruroa

Après I'arrêt des essaís nucléaires français en 1996, et conformément aux recommandations de I'expertise

menée par l'lnternational Geomechanical Commission (lGC, présidée par le Pr Fairhurst), la surveillance des

atolls a été poursuivie pour apprécier l'évolution des phénomènes de glissement en zone Nord-Est à

Moruroa et assurer la sécurité des personnes présentes sur l'atoll ainsi que des habitants de Tureia. Elle

comprend deux volets essentiels définis dans le guide de surveillance géomécanique des atolls de Moruroa

et Fangataufa (édition 2008, mise à jour en 2018 suite à la mise en service opérationnel du nouveau

système de surveillance) : le suivi continu d'indicateurs représentatifs de l'évolution du massif géologique et

la réalisation périodique de campagnes d'observations topographiques offrant une vue plus globale de

l'évolution des deux atolls. Cette surveillance géomécanique est confiée au Département Analyse,

Surveillance, Environnement (DASE) du CEA/DAM par le ministère des Armées via le Département de Suivi

des Centres d'Expérimentations Nucléaires (DGA/DSCEN).

L'atoll de Fangataufa, où aucun mouvement n'a été mis en évidence depuis 1992, ne nécessite pas de

surveillance en continu. Une campagne d'observation périodique a été jugée suffisante.

2.1. Suivi continu de I'évolution de Moruroa

2.1.1. Le système TELSITE

Le suivi continu concerne Moruroa où les effets des expérimentations ont été les plus importants. En effet,

au nord-est de I'atoll, une déformation lente de la partie externe du massif a été mise en évidence dès la fin

des années 1970. Depuis, ce phénomène fait I'objet d'une surveillance instrumentée. Malgré l'arrêt des

essais et le net ralentissement du mouvement, un glissement important ne peut cependant pas être

totalement écarté.

Ce suivi reposait depuis 1997 sur un dispositif baptísé TELSITE (Télésurveillance du SITE). La durée de vie

de ce système de surveíllance continu était estimée à 20 ans environ.

2.1.2. Le système TELSITE2

Les équipements en service ayant atteint la durée de vie prévue à leur installation, une rénovation complète

a été réalisée ces dernières années. La mise en place du nouveau système, baptisé TELSITE2, a nécessité

la remise une remise à níveau préalable des infrastructures (routes, quais, piste d'aviation,...) dégradées par

le temps. Cette rénovation a introduit quelques modifications et ajustements pour tenir compte du bilan des

données analysées, de I'exploitation du système durant les 20 dernières années et des contraintes de site.

Ainsi, I'instrumentation TELSITE2 diffère légèrement de l'ínstrumentation TELSITE initíale, dans le nombre

de capteurs, notamment en zone Nord-Est, et leur localisatíon. TELSIïE2, à l'instar de TELSITE, reste

entièrement automatique, transmettant les mesures en métropole au DASE par liaisons satellite, et ne

nécessite par conséquent aucun personnel spécialisé sur place à Moruroa.

I

i

CEA/DAM/DM N P/95/201 g/DO

7

Débutés en 2016, les travaux de génie-civil, de forage et de mise en place des nouveaux équipements sur

site et en métropole ont été finalisés début 2018, permettant une mise en service initiale (MSl) du système

TELSITE2 fin février 2018 et une mise en service opérationnel (MSO) le 23 aoÛt 2018. Pendant la période

de 6 mois séparant la MSI de la MSO, le système TELSITE2 a été exploité en parallèle du système

TELSITE afin de vérifier sa capacité opérationnelle à remplir ses missions.

2.1.3. Missions du système de télésurve¡llance

Les missions de la surveillance restent inchangées entre les systèmes TELSITE et TELSITE2 :

o La première mission est de couvrir le risque, dit ( à 90 secondes >, de déferlement très localisé

d'une vague qui aurait été générée par l'effondrement soudain d'un pan de volume limité de falaise

corallienne. Un tel effondrement s'accompagne de vibrations qui sont enregistrées par les capteurs

sismiques installés sur le pourtour de I'atoll. Entre le moment où ces vibrations sont enregistrées et

celui où une vague pourrait se former, il s'écoule au moins 90 secondes, temps durant lequel les

personnes non protégées par le mur << océan > doivent se mettre à I'abri en hauteur; le personnel

situé en Zone Vie (protégée par les murs) est à I'abri de telles vagues. Dans une telle éventualité, le

système TELSITE (puis TELSITE2 à partir de fin août 2018) est conçu pour envoyer

automatiquement une alerte en direction des personnes présentes sur site et parallèlement, vers les

géophysiciens du DASE du CEA/DAM en métropole. Les personnes présentes sur site doivent alors

appliquer les consignes de sécurité prescrites, jusqu'à ce que I'alerte ait été analysée, traitée et

levée par les spécialistes du DASE à partir de la métropole. Une simulation mensuelle permet de

s'assurer du fonctionnement correct de l'ensemble de la chaîne d'alerte.

. La deuxième mission du système de surveillance (TELSITE puis TELSITE2) consiste à apprécier

l'évolution géomécanique de la zone nord de I'atoll par les mesures des différents capteurs, mesures

analysées et interprétées en métropole. Si le diagnostic révèle une évolution anormale, des

observations et analyses complémentaires sont prévues et des mesures de protection peuvent alors

être prises.

Les signes avant-coureurs d'une éventuelle déstabilisation de grande ampleur, correspondant à un

glissement d'une masse importante de calcaires en zone Nord à Moruroa, seraient repérés plusieurs

semaines à plusieurs mois à l'avance grâce au suivi et à I'analyse des données issues des mesures. L'atoll

de Moruroa serait évacué préventivement. Dans I'hypothèse la plus pénalisante d'un glissement important

d'un volume de 670 millions de m3 de roches en zone Camélia (c'est-à-dire près de 6 fois le volume de

carbonates mis en jeu à la suite de I'explosion Tydée en juillet 1979), la vague générée pourrait atteindre

20m au droit de l'évènement . La Zone Vie serait partiellement submergée dans sa partie Nord-Ouest malgré

la protection des murs. A plus longue distance, la propagation de la vague générée par un tel évènement se

ferait dans la direction Nord-Est, vers I'atoll de Tureia, situé à une centaine de kilomètres. Les calculs

réalisés au CEA/DAM permettent d'estimer que I'amplitude maximale de la vague au large des côtes sud,

inhabitées, de Tureia serait de 30 à 50 cm, et que la submersion au niveau du littoral serait comprise entre

1,5 et 2 m (3 m pour les configurations de côtes les plus pénalisantes). Les zones habitées et les zones

d'activités situées au nord de l'atoll de Tureia ne seraient pas submergées. Des précautions, sous forme

d'interdiction d'activités, comme la pêche à pied, seraient mises en place durant la période d'alerte.

CEA/DAM/DMNP/95/201 g/DOI

L'ensemble des dispositions graduelles de sécurité a été consigné dans le Plan Communal de Sauvegarde

(PCS) de la commune de Tureia en novembre20121. Ainsi, les dispositions de protection des personnels

seraient prises bien avant I'occurrence du phénomène.

L'ensemble des mesures réalisées est synthétisé, sur avis d'experts, sous la forme d'un indicateur global

appelé vitesse relative (VR), quantité sans dimension permettant de comparer la situation actuelle à lasituation après I'arrêt définitif des essais, choisie comme référence. Cet indicateur global est ensuite traduit

en niveaux de risque, eux-mêmes associés à un délai de préavis vis-à-vis d'un événement de grande

ampleur (Tableau 1) :

l¡rdícateur global"Vitesse Relatlve"

SÍtuation et risque

Níveau 0 VR<2 Situation normale

Niveau 1 2<VR<6 Situation réversible*. Pas de risque immédiat.

Niveau 2 6<VR<12 Situation réversible*. Préavis supérieur à une

semaine.

Niveau 3 VR>12 Situation considérée comme irréversible.Préavis supérieur à 1 jour.

Tableau I : Niveaux de risque vis-à-vis d'un éboulement de grande ampleur

" le retour d'expérience des mesures effectuées à l'époque des expérimentations souterraines montre que

pour des VR < 12, la situation est réversible.

2.2. Composanfes des sysúèmes de télésurveillance IELSITE etTELSITE2

La mise en service opérationnel(MSO) du système TELSITE2 a été prononcée à la fin du mois d'août 2018.

La surveillance continue a donc été réalisée à partir des données issues du système TELSITE pour les huit

premiers mois de I'année, puis du système TELSITE2 pour les quatre derniers mois. A ce titre, le bilan de la

surveillance géomécanique de I'année 2018 repose sur les deux systèmes.

Globalement, comme le montre le schéma de principe suivant (Figure 1), le système de surveillance

continue automatique comporte :

o des capteurs sismiques implantés en profondeur et en surface, pour I'alerte à 90 secondes ;

o des capteurs sismiques complémentaires en surface pour la mesure de l'activité microsismique ;

t Cf. Plan Communal de Sauvegarde de Ia commune de Fakarava et de Tureia, n"391/HC/CAB/DDPC du 20t1112012.

CEA/DAM/DMN P/95/201 g/DO9

. des stations GPS pour la mesure des déplacements en surface, avec certaines choisies comme

référence ;

. des câbles équipés de capteurs de déplacement en forages inclinés latéraux (FlL) pour la

mesure des déformations des flancs ;

o des inclinomètres bi-composantes pour la mesure du mouvement des couches en profondeur ;

o des capteurs de submersion pour mesurer l'amplitude d'éventuelles vagues qui résulteraient

d'un éboulement sur les flancs de I'atoll.

Dans le Tableau 2, sont rappelés les composants du système TELSITE et présentés ceux du système

TELSITE2 ; les types de capteurs associés à chaque type de mesure, pour les deux systèmes, y sont

reportés.

Pour les extensomètres, le Tableau 3 résume les caractéristiques des 6 FlL, en termes d'inclinaison et de

dénomination.

La répartition géographique de cette instrumentation sur la zone Nord-Est de I'atoll est indiquée pour les

deux systèmes TELSITE et TELSITE2 sur les Figures 2 à 6.

CEA/DAM/DM N P/95/20 1 g/DO10

FILà30"

Pilier jalon

LAGON OCEAN

Abri FIL etextensomètres

Balise GPSsur digue

Balise GPSsur point fixe

F]L à 45"

Chaîne d'inclinornètres

Ancrage

Volcanisme

@.----------Sismomètre trid irection nel

Carbonates

AI

BLagon

lkm(profondeur)

B

A

\

Figure 1 : Schéma de principe (en haut) des instrumentations des systèmes de surveillance continue TELSITE etTELSITE2. Cette coupe schématique représente les principaux types de mesures réalisées en zone Nord-Est àMoruroa (localisation sur la coupe du bas). Les déplacements en surface sont mesurés par les stations GPS.L'activité sismique est enregistrée par des sismomètres en profondeur et des stations sismiques en surface.Les mesures de déformation des flancs en profondeur sont effectuées par les câbles implantés en foragesinclinés latéraux (FlL) et par la chaîne inclinométrique.

CEA/DAM/DMN P/95/20 1 g/DO

11

Type de mesures Gapteurs TELSlTE TEI.SITE2

Mesure continue del'activité microsismique

pour le risque à 90 sCapteurs

sismiques

4 en profondeuren zones lrène,

Camélia,Françoise,

Simone2 en surface enzones Dindon et

Viviane

3 en profondeuren zones lrène,

Hélène,Françoíse

3 en surface enzones Dindon,

Vivíane, Simone

Transfert de Caméliavers Hélène

Station Simone ensurface

Mesures en surface deI'activité microsismique

7 en surface 10 en surfaceDensification pourétude à long terme

Mesure desdéplacements en

surfaceGPS

6 en zone Nord

1 station deréférence

10 en zone Nord

Plusieursstations deréférence

Densification enzone Hélène (PK7,5)

Mesure desmouvements sur les

flancs de I'atoll

Extensomètres(FrL)

3 zones avecchacune un FIL à30"ou 40', un FIL

à 45'

3 zones avecchacune un FILà 30", un FIL à

45"

Transfert de Caméliavers Hélène

Adaptations desprofondeurs

Mesure desdéformations en

profondeurlnclinomètres Un forage équipé

en zone CaméliaUn forage équipéen zone Hélène

Densificationdavantage de faciès

instrumentés

Mesure de la hauteurdes vagues

Capteurs desubmersion

3 7Densification pour

mesurer les vaguesen cas d'évènement

Tableau 2:Type de mesures et de capteurs associés pour les systèmes TELSITE et TELSITE2.

Tableau 3 : Caractéristiques des forages inclinés pour le système TELSITE et le système TELSITE2.

*Bien qu'incliné à 30', nom donné pour le distinguer d'un précédent FlL.

TELSITE TEI.SITE2

Nomdu FIL

Angled'inclinaisonpar rapport àI'horizontale

Proche duPoint

Kilométrique

Nom de lazone

Nomdu FIL

lnclinaisonpar rapport

àI'horizontale

Proche duPoint

Kilométrique

Nom dela zone

5.40 30"PK5N lrène

5.30 30"PKSN lrène

5.45 45" 5.45 45'

8.30 30'PKSN Camélia

7.30 30'PK 7.5N Hélène

8.40 40" 7.45 45"

10.40 40PK 11 N Françoise

10.30 30"PK1l N Françoise

10.45 45" 10.45 45"


-\N

Zonc nord

Zonâ sud

5 l4t

FRAN@ISE

cA¡¡É,tLA

¡RET*

1

O Capteurs sismiques de surfãce

O Câpteurs s¡smaques en puits

I RécepteursGPS

: Frectures externes

Cåpteurs de submersion

I tnclinomètres

I FIL

I Central¡sation

Figure 2 : lmplantation de I'instrumentation du système TELSITE

O Capteurs sismiques de surface

O Cepteurs sismiques en puits

I RécepteursGPS

: Fractures externes

' Capteurs de submersion

I lnclinomètres

I FIL

I Centräl¡sation

Denise lN

Camélia

,]

è'Dindon

Simone

(::.-

Vivione

5Km

Figure 3 : lmplantation de I'instrumentation du système TELSITE2.


13

7 567 !flJ +

N

Océan

ECHO+

oxtr

+

0

'-zJo --------._

' .Þ rgøm

+

- - - - L,mlo .ia lz zone fmctLr4Ê

t Staùons GPS

î Stabons GPS dÊ í4férencs

I E\ienscm€tr8s FIL

^ lrcincmètses

* Capleurs s¡smiquos en

PUlts

o Câpt@rs qsm¡quâs de9urfacê

l2m

PK1 1

PKlO

PK9

PK4

PK8

PK7Lagon

JEANNE I

I

PK5

lPK6

Figure 4 : Détail de l'implantation de I'instrumentation en zone Nord-Est du système TELSITE.

N

Océan

+

-*--m

+ lct-

+

- - - - Lrmrle de la ¿oæ fractulée

tÌ

St¿trons çPS

slaùons GPS Je.ólérencè

¡ E{ensométr¿s FIL

A lnchnomófês

*

a

Cêpteurs Sismrques âopurts

C¿pteurs Ssmrqu4s riasurfaca

þ,'T/ /

PK4

ô.,lo

GISELE

Ã.Tg

?JNo+u

L075

lÞK>Lagon

J(F6IPK6 I

PK5

Figure 5 : Détail de l'implantation de l'instrumentation en zone Nord-Est du système TELSITE2

CEA/DAM/DMN P/95/20 I g/DO14

2.3. Exigences communes en matière de fonctionnement dessysfèmes de télésurveillance TELSITE ef IEISITE2 et implicationpour I'année 2018

Malgré les difficultés que pose le maintien en état d'équipements dans un environnement marin corrosif et

isolé, le système doit être à même d'assurer, à chaque instant, ses missions telles qu'elles sont décrites

dans le guide de surveillance géomécanique des atolls de Moruroa et Fangataufa (2008, mise à jour2018)"

C'est pourquoi six stations sismiques sont installées dont trois en zone Nord afors que seules cinq (dont

deux en zone Nord) sont nécessaires pour assurer en permanence I'alerte à 90 secondes.

Pour parer à la corrosion notamment, des maintenances préventives et curatives sont assurées par du

personnel du DASE du CEA/DAM avec I'assistance logistique des Armées sur site.

Comme índíqué dans les précédents bilans, le système TELSITE, opérationnel depuis 1997, avaít fait I'objet

de refontes pour une partie de l'instrumentation en surface entre 2003 et 2005. Une rénovation plus lourde,

à objectifs inchangés, a été réalisée ces dernières années et le nouveau système TELSITE2 est entré en

service opérationnel le 23 août 2018, après une période d'analyse de six mois. En ce sens, le bilan de lasurveillance géomécanique pour I'année 2018 est particulier puisqu'il :

. s'appuie sur I'analyse des données du système TELSITE de janvier à août 2018,

. s'appuie sur l'analyse des données du système TELSITE2 de septembre à décembre 2018.

2.4. Cohérence entre les données rssues des sysfèmes IE¿SrfEEf TE¿SITE2

La qualificatíon du système TELSITE2 s'est déroulée sur six mois pendant lesquels le système TELSITE a

fonctionné en parallèle.

Des critères ont été définis sur les thèmes d'acquisition et de supervision des données, de qualité desdonnées, des traitements, d'alimentation du système, et des télécommunications, en vue de quafifier lesperformances du nouveau système et sa capacité à assurer les deux missions de surveíllance (alerte à 90

secondes et suivi de l'évolution). La qualification du système TELSITE2 s'est appuyée, pendant six mois, surle suivíde ces critères et sur la confrontation aux performances de TELSITE.

Ce processus de qualification a conduit aux conclusíons suivantes

Pour la míssion d'alerte à 90s

o Les capteurs sísmiques sont conformes. Les formes d'ondes des évènements de plusieurs

types sont comparables aux signaux de TELSITE.

o Les performances de détectabilité répondent aux attentes.

o La génération et la ditfusion d'alerte sont conformes aux spécífications requises.

o

o

CEA/DAM/D M N P/95/201 g/DO

15

Pour la mission de surveillance de l'évolution géomécanique

o L'ensemble des capteurs sismiques est conforme.

o La localisation comparée des événements enregistrés par les deux systèmes est cohérente.

o Les capteurs des FIL mesurent des évolutions très faibles et non significatives, en cohérence

avec l'évolution des FIL de TELSITE en 2018.

o Les mesures GPS présentent des évolutions en surface très faibles, comparables à celles de

TELSITE.

o Les mesures inclinométriques n'indiquent aucun mouvement significatif en cohérence avec les

autres dispositifs de mesures.

o La synthèse de I'activité, au travers des indicateurs mesurés, est comparable sur les deux

systèmes TELSITE et TELSITE2 et est représentative d'une situation normale.

Compte tenu de l'analyse des critères de performance et des éléments de fonctionnement observés pendant

la période entre la MSI et la MSO, le système TELSITE2 a été considéré comme étant en mesure de remplir

ses missions d'alerte à 90 secondes et de surveillance géomécanique. La MSO a été prononcée par le

DSCEN en août 2018.

2.5. Campagnes complémentaires de caractérisation del'évolution des atolls

Les mesures fournies par le système de Télésurveillance (TELSITE puis TELSITE2) sont complétées par

des campagnes de mesures topographiques dont la périodicité était de l'ordre de cinq à sept ans depuis la

fin des expérimentations, et sera dorénavant de l'ordre de sept à dix ans (nouveau guide édition 2018), en

raison du très faible taux de déformation mesuré annuellement. Ces campagnes concernent également

I'atoll de Fangataufa. La dernière campagne topographique s'est déroulée du 4 mai au 1ô juin 2014 à

Fangataufa et à Moruroa ; les principaux résultats sont reportés de façon synthétique dans ce document. La

précédente campagne avait eu lieu en 2007. La prochaine est actuellement envisagée en2020, sauf aléa ;

le suivitopographique sera impactée par les travaux de rénovation des infrastructures (digues, routes, etc.).

3. Bilan de l'évolution de la zone Nord-Est mesurée en 2018

Le bilan de la surveillance géomécanique de Moruroa repose, pour I'année 2018, sur les deux systèmes

TELSITE et TELSITE2 : le suivi de l'évolution de la zone Nord-Est a été mené grâce aux données issues du

système TELSITE de janvier à fin aorit, puis du système TELSITE2 pour la fin de l'année.

CEA/DAM/DM N P/95/2OI g/DO16

3.l.Sr.çm icité

Les événements microsismiques détectés de manière automatique sont analysés en différé par un

spécialiste du DASE qui identifie ceux qui sont associés à des évènements locaux. Les événements les plus

couramment observés sont de type < relâchement de contraintes >, terme désignant un séisme de très

faible magnitude (microséisme), non ressenti, qui résulte de la libération soudaine et rapide des contraintes

accumulées par les masses de calcaires sous I'effet des mouvements lents des flancs de I'atoll.

D'autres types d'événements sismiques locaux peuvent également se produire, comme des chutes de

falaise de volume limité, des petits glissements de terrain ou des éboulements qui peuvent donner líeu à des

signaux plus longs et plus complexes.

Pour 2018, la microsismicité de la zone Nord-Est a été enregistrée par les systèmes ïELSITE et ïELS|TE2,

respectivement opérationnels de janvier à août et de septembre à décembre. La continuité et la cohérence

des mesures permettent de réaliser un bilan continu sur toute l'année. La répartition géographique des

évènements est tout d'abord présentée. La microsismicité est ensuite décrite au regard de son évolution

temporelle depuis 1997, en termes de nombres d'évènements, puis de magnitude et d'énergie libérée.

Des signaux représentatifs de relâchement de contraintes, enregistrés par les systèmes TELSITE et

TELSITE2, sont illustrés en annexe 1 (p. 67).

3.1.1. Répartition géographique de la sismicité

¡ Répartition par secteurs

La représentation en carte permet d'examiner la localisation des évènements de la zone Nord-Est. Celle-ci

est par ailleurs découpée en quatre secteurs afin d'analyser distinctement pour chacun d'eux la sismicité, en

particulier son évolution temporelle (cf. $ 3.1.2) et les amplitudes (cf. $ 3.f .3). Chaque évènement de la zone

Nord-Est est associé à un des quatre secteurs.

Pour I'analyse des données du système TELSITE, les secteurs Françoise, Gisèle, Camélia et lrène, avaient

été identifiés pour définir la répartition géographique de la sismicité (Figure 6). Chaque évènement de la

zone Nord-Est était associé à un secteur grâce à la station I'ayant détecté en premier.

Avec la mise en place de TELSITE2, le découpage de fa zone Nord-Est est ajusté afin d'obtenir des secteurs

cohérents avec la nouvelle instrumentation. L'activité sismique étant de très faibfe amplitude, le niveau de

détectabilité est en effet sensible à la position des capteurs, essentiellement ceux en profondeur. Quatre

secteurs associés à TELSITE2 sont ainsi définis : Françoise, Gisèle-Camélia, Camélia-Hélène et lrène

(Figure 7). Cet ajustement répond au transfert de I'instrumentation de la zone Camélia vers la zone Hélène

et ne concerne donc que la partie centrale de la zone Nord-Est :

- les secteurs Françoise et lrène, associés aux stations en profondeur correspondantes proches des

PK10 et PKS respectivement, coïncident avec ceux de TELSITE,

- le secteur Gisèle-Camélia inclut les PK8 et PK9,

- le secteur Camélia-Hélène, autour du PK7, inclut la statíon en profondeur de la zone Hélène.

Pris ensemble, les secteurs Gisèle-Camélia et Camélia-Hélène englobent la totalité de la masse considérée

dans I'hypothèse de glissement la plus pénalisante en zone Camélia et sont équivalents aux secteurs

Camélia (qui incluait la zone Hélène) et Gisèle de TELSITE.


17

Les années précédentes, ces secteurs Gamélia et Gisèle de TELSITE étaient considérés, pour l'analyse

des amplitudes, comme un seul secteur qui gardait le nom de Camélia (cf. $ 3.1.3).

En 2018, 26 microséismes ont été détectés en zone Nord-Est par les systèmes TELSITE et TELSITE2,

respectivement opérationnels de janvier à août et de septembre à décembre. Aucun n'a entrainé le

déclenchement de l'alerte. La répartition géographique de ces évènements est :

- selon le découpage TELSITE, 7 en Françoise, 5 en Gisèle, 5 en Camélia et 9 en lrène (Figure 6,

points rouges) ;

- selon le découpage TELSITE2, 7 en Françoise, 5 en Gisèle-Camélia, 5 en Camélia-Hélène et 9 en

lrène (Figure 7, points rouges).

t Répartition en profondeur

Une partie des événements détectés a fait l'objet (en 2005 et 2008) d'une analyse plus précise pour les

années 2000, 2003, et pour la période de janvier à avril 2004. Cela s'est traduit par quelques ajustements

des localisations.

Pour chacun des quatre secteurs associés au nouveau système TELSITE2, i.e. Françoise, Gisèle-Camélia,

Camélia-Hélène et lrène, la sismicité est projetée sur une coupe perpendiculaire à la côte (Figure 8). Les

profils obtenus (Figure 9 à Figure 12) sont similaires aux coupes Françoise, Camélia et lrène présentées les

années précédentes, et complétées par une coupe supplémentaire centrée sur la zone Hélène. De tels

profils n'ont pas pour objet de montrer l'ensemble de la sismicité, mais de fournir une représentation de la

sismicité en profondeur. La morphologie de la zone Nord-Est n'étant pas rectiligne, projeter sur un même

plan des évènements trop éloignés ne serait en effet pas pertinent ; I'emprise fixée pour chaque coupe est

néanmoins large de 1,5 km, comme pour les coupes présentées dans les bilans des années précédentes.

La répartition en profondeur de la sismicité (Figure 9 à Figure 12) montre, comme par le passé, que

I'ensemble des événements2 reste confiné à I'intérieur ou le long des limites hypothétiques des trois masses

superficielles carbonatées en mouvement identifiées en zones Françoise (PK10), Camélia (PK8) et lrène

(PKs). Sur la coupe du secteur Françoise (Figure 9), les deux événements de plus forte magnitude ayant

déclenché les alertes de fin 2006 (représentés par les étoiles n' 1 et 3), sont localisés à I'interface entre les

carbonates (à la base des calcaires crayeux) et le volcanisme. lls correspondent aux foyers sismiques les

plus profonds dans cette zone. En carte (Figure 8) comme en coupe (Figure 11), le secteur Camélia-Hélène

présente le plus plus petit nombre d'évènements détectés, ce point est discuté plus loin (S 3.1.2).

En 2018, seuls 26 microséismes ont été détectés en zone Nord-Est, et aucun n'a déclenché d'alerte.

Les mesures sismiques enregistrées depuis 2006 ne traduisent pas de modification des emprises ou

de's volumes potentiels de glissement par rapport aux années antérieures. Depuis la fin des essais

nucléaires, la localisation de la sismicité en zone Nord-Est à Moruroa reste similaire à celle observée

antérieurement au système TELSITE et ne révèle d'évolution particulière de la géométrie dans aucun

des secteurs du nord-est de l'atoll.

2 Les localisations de quelques événements ont été ré-analysées en 2016, ce qui explique quelques modifications dans la

représentat¡on des événements par rapport aux bilans antérieurs.


I

720@O 722000 724000 726000

Figure 6 : Historique de la répartition spatiale de la microsismicité en zone Nord-Est (cercles colorés par période) et stations sismiques de TELSITE (trianglesverts) et de TELSITE2 (triangles bleus) utilisées dans la localisation. Les limites approximatives des quatre secteurs associés au système TELSITE sont indiquéesen pointillés gris.

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04$ouoÞeMm20000 722000 724000 7260æ

Figure 7 : Historique de la répartition spatiale de la microsismicité en zone Nord-Est (cercles colorés par période) et stations sismiques de TELSITE (trianglesverts) et de TELSITE2 (triangles bleus) utilisées dans la localisation. Les quatre secteurs associés au système TELSITE2 sont notés en bleu et délimités en gris.

20CEA/DAM/DM N P/95/20 1 g/DO

720OOO 722WO 724OO0 726000

Figure I : Historique de la répartition spatiale de la microsismicité en zone Nord-Est (cercles colorés par période) et localisation des profils, présentées sur lesfigures suivantes, coupant les quatre secteurs, Françoise, Gisèle-Camélia, Gamélia-Hélène et lrène : les segments rouges indiquent leurs axes, Ies pointillésrouges délimitent I'emprise de la sismicité projetée sur chacune d'elles.

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t ð¡7a Ðr5a ð!5. ì¡¡

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CEAJDAM/DMN P/95/20 1 g/DO

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Figure 9 ; Projection sur une coupe géologique traversant le secteur Françoise (localisation sur la Figure 8) des hypocentres enregistrés de 2000 à décembre 2018(cercfes colorés par période). Les étoiles noires indiquent les évènements ayant déclenché des alertes 11 :2711112006 ; 2 :2911112006;3 :2t12t2006 ;4 :

1210112007;6: 15/09/2009; 7 : 19/09/2009). Les puits verticaux de l'instrumentation de TELSITE et de TELSITE2 sont indiqués par les traits gris et noirrespect¡Yement.

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VOLCANISME

22CEA/DAM/DM N P/95/20 1 g/DO

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Figure l0 : Projection sur une coupe géologique traversant le secteur Gisèle-Camélia (localisation sur la Figure 8) des hypocentres enregistrés de 2000 à décembre2018 (cercles colorés par période). L'étoile noire indique l'évènemenl du 11t10t2007 ayant déclenché une ãlerte. l-e puúi vertical de l'instrumentation de TELSITEest indiqué par le trait gris.

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VOLCANISME

C EA/DAM/DM N P/95/20 1 g/DO

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Figure 11 : Projection sur une coupe géologique traversant le secteur Camélia-Hélène (localisation sur la Figure 8) des hypocentres enregistrés de 2000 àdécembre 2018 (cercles colorés par période). Le puits vertical de l'instrumentation de TELSITE2 est indiqué par le trait noir.

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*"u*VOLCANlSME

figure 12 : Projection sur urìe coupe géologique traversant le secteur lrène (localisation sur la Figure 8) des hypocentres enregistrés de 2000 à décembre 20lg(cercles colorés par période). Les puits verticaux de l'instrumentation de TELSITE et de TELSITE2 sõnt indiqués pãr les traits gris ãt noir respectivement.


25

3.1.2. Evolution temporelle de l'activité sismique

Les 26 microséismes détectés en 2018 représentent une moyenne de 0,50 évènement par semaine pour

l'ensemble de la zone Nord-Est (Figure 13 et Figure 14). Après avoir augmenté en 2017 , le taux de sismicité

est revenu en 2018 à un niveau plus faible que celui de référence (de 1 par semaine). Ce taux reflète une

très faible activité microsismique dans toute la zone Nord-Est comme le montrent, pour chaque secteur,

l'évolution temporelle de la microsismicité (Figure 13 et Figure 14)et les courbes des nombres d'évènements

cumulés (Figure 15 et Figure 16) :

. Selon le découpage de TELSITE :

- dans le secteur Françoise, après une activité plus importante depuis 2016, la baisse amorcée en

novembre 2017 se confirme en 2018 avecT évènements détectés,

- dans le secteur Camélia, la baisse de la microsismicité, amorcée après une hausse de fin 2016 à

dêbut2}17 , s'est accentuée à partir de fin 2017 et a perduré en 2018 avec 5 évènements détectés,

- dans les secteurs lrène et Gisèle, I'activité reste stable et faible, avec respectivement 9 et 5

évènements détectés en 2018 et des pentes de nombres d'évènements cumulés qui varient peu

depuis fin 2013.

. Selon le découpage associé à TELSITE2 :

- les détections en 2018 et les courbes de nombres d'évènements cumulés des secteurs Françoise et

lrène sont identiques à celles décrites pour TELSIÏE,

- la courbe du secteur Gisèle-Camélia montre, après de courts épisodes de hausse de l'activité en

2016 et 2017, que la sismicité diminue depuis fin 2017 ; 5 évènements ont été détectés en 2018,

- Camélia-Hélène est un secteur où les années précédentes, aucun ou peu d'évènements avaient été

enregistrés, 5 ont cependant été détectés en 2018 ; la surveillance de la sismicité à plus long terme

permettra d'affirmer si la nouvelle station en profondeur en zone Hélène est à I'origine d'un plus

grand nombre de détections à sa proximité. En effet, I'activité sismique de la zone Nord-Est étant de

très faible amplitude, le niveau de détectabilíté est sensible à la géométrie du réseau de stations.

Comme précisé dans la présentation des découpages ($ 3.1.1), pris ensemble, les secteurs TELSITE2

Gisèle-Camélia et Camélia-Hélène sont équivalents aux secteurs TELSITE Gisèle et Camélia, la zone

Hélène n'était en effet pas distinguée de ce dernier ; leurs contributions cumulées sont représentées sous la

dénomination Camélia < étendue >r sur les figures d'évolution temporelle (Figure l5 et Figure 16).

Après son augmentation en 2017 autour des zones Françoise et Camélia, le taux de microsismicité

est revenu en 2018 à un niveau très faible dans tous les secteurs de la zone Nord-Est ; il est de 0,50

évènement par semaine pour toute la zone Nord-Est.


Françoise

cisèle

Camélia

lrène

-

Moyenne/semaine

50

'10

0

Figure 13 : Evolution temporelle de l'activité m¡cros¡sm¡que annuelle pour chacun des secteurs de la zone Nord-Est associés au système TELSITE (barres, axe de gauche). Le nombre moyen annuel d'événements parsemaine pour I'ensemble du secteur Nord-Est est également reporté (courbe bleue, axe de droite).

3,00

10

0 0,00

40

3,00

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2,00 gal,

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50

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oE30oc.í,:oIto^^Ë¿uLo2

þ",b"o"',ù%V*%%%%%%%%%Z%%2%%%%

Figure 14 : Evolution temporelle de I'activité microsismique annuelle pour chacun des secteurs de la zone Nord-Est associés au système TELSITE2 (barres, axe de gauche). Le nombre moyen annuel d'événements parsemaine pour l'ensemble du secteur Nord-Est est également reporté (courbe bleue, axe de droite).

Françoise

Gisèle-Camélia

-Camélia-Hélènelrène

+ Moyenne/semaine

lr


27

Françoise

-

G¡sèle

ooooQ¿¡sli¿

-

lrène

-

Q¿¡þli6 "étendue"

x Alertes sismiques

t

1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019

Figure l5 : Courbes du nombre d'événements cumulés de 1997 à 2018 pour chacun des secteurs de la zoneNord-Est assoc¡és à TELSITE. La courbe noire (Camélia "étendue") représente la somme des contributions descourbes rouge (G¡sèle) et rouge po¡nt¡llé (Gamélia) ; elle est identique à la courbe noire de la figure suivante. Lescro¡x et Ia courbe sur laquelle elles sont reportées indiquent les dates des microséismes ayant déclenché desalertes et la zone concernée.

450

Françoise

-

Gisèle-Camélia

----Camélia-Hélène

-

lrène

-

Camélia "étendue"

x Alertes sismiques

------"1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019

Figure 16 : Gourbes du nombre d'événements cumulés de 1997 à 2018 pour chacun des secteurs de la zoneNord-Est assoc¡és à TELSITE2. La courbe noire (Gamélia "étendue") représente la somme des contributions descourbes verte (Gisèle-Gamélia) et verte pointillée (Camélia-Hélène) ; elle est identique à la courbe noire de lafigure précédente. Les croix et la courbe sur laquelle elles sont reportées indiquent les dates des microséismesayant déclenché des alertes et la zone concernée.

ogcooEoEog.o

:otto¡¡Eoz

450

400

350

300

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300

250

00

50

00

50

n

C EA/DAM/DM N P/95/20 1 g/DO28

3.1.3. Répartition des amplitudes des évènements sismiques et analyse en termes

d'énergie cumulée

Les magnitudes dites locales et notées M¡ des évènements sont calculées à l'aide de l'expression

déterminée pour I'atoll de Rangiroa sur la base du catalogue de sismicité polynésien :

M¡ = loQ (A) - 3,35

où A désigne I'amplitude maximale en nm/s mesurée sur la composante verticale des signaux.

En effet, la formule classique de magnitude n'est pas utilisée car elle intègre un terme d'atténuation fonction

de la distance épicentrale et elle n'est calculée que pour des distances suffisamment grandes, globalement

supérieures à 80 km ; pour des distances plus faibles, les incertitudes sont trop importantes.

Ainsi, une magnitude, dite locale, a été déterminée pour Rangiroa en fonction de I'amplitude maximale

uniquement et sans inclure de terme d'atténuation. A Moruroa, les évènements sismiques étant également

en champ très proche, cette magnitude reste utilisée. Elle permet d'examiner la distribution temporelle des

niveaux de magnitude de la microsismicité sur toute la période d'enregistrement par les systèmes TELSITE

et TELSITE2.

La gamme de magnitudes M¡ des événements détectés par les systèmes TELSITE depuis 1997 et

TELSITE2 depuis fin août 2018 s'échelonne entre -1 ,5 et 2,3 pour la zone Nord-Est (Figure 17).

En 2018, outre leur occurrence très peu importante, les événements enregistrés sont caractérisés par des

magnitudes très faibles, toutes inférieures à 0,5 (Figure 17); aucune alerte n'a donc été déclenchée.

o Francoise

t? Io

2003 2010 2017 '1996 2003 2010 2017

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o Camélia-Hélène

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0

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-21 996 2010 2017 1 996 2010 2017

Figure 17: Distribution temporelle des magnitudes Mr- pour les secteurs Françoise, lrène, Gisèle-Camélia etCamélia-Hélène (découpage associé à TELSITEz).

2003 2003

iTi^Ë:¡l

a lrène

ó̂t¡l

I

^t

^

^Â


29

Sur l'ensemble de la période 1997-2018,95% des évènements ont des magnitudes M¡ inférieures ou égales

à 1. Ces valeurs correspondent à des microséismes non ressentis. Pour l'année 2018 seule, ils sonttous de

magnitude inférieure à 0,5 et plus de 77Yo d'entre eux sont de magnitude inférieure à 0 (Figure 18).

45

40

tt 35

Ë seoqs:ä E'u'É ¿20Eo.¡t clÂE SL'-o210

5

0-1,5 -1 -0,5 00,5 1

Magnitude locale M.1,5 2 2,5

Figure 18 : Distribution du nombre de relâchements de contraintes, en pourcentage, détectés en zone Nord'Esten fonction de leur magnitude locale Mr- sur la période 1997-2018 (en bleu) et sur I'année 2018 (en rouge).

Une analyse en termes d'énergie cumulée permet de mettre plus nettement en évidence la contribution des

évènements de plus forte magnitude au cours du temps. Pour cela, les contributions de chaque événement

sismique sont ajoutées aux précédentes en fonction du temps pour chacun des quatre secteurs de la zone

Nord-Est. L'énergie sismique libérée lors d'un événement sismique est calculée par la relation :

E = 5.1 o-5 Mo (Kanamori, 1977) (1 )

où E est l'énergie en erg et Mele momentsismique en dyne.cm, déduitde la relation:

loglq (M¡)= 16,3 + 1,39 ML (Thatcher et Hanks, 1973) (2)

Cette approche est présentée plus en détails en annexe 2 (p. 68).

La relation (2) conduit à des estimations de moment sismique comprises entre 101a el7 ,5 1016 dyne.cm (soit

entre 107 et 7,5 10e N.m) en 2018. Ces valeurs sont du même ordre de grandeur ou inférieures, selon les

zones, à celles de 2017 et à celles observées antérieurement à 1997.

Les courbes d'énergie cumulée au cours du temps (Figure 19 et Figure 20) montrent des niveaux différents

selon les secteurs et une évolution par plateaux. Les sauts les plus marqués sont produits par les

événements de plus forte magnitude, tandis que ceux de faible magnitude (i.e. inférieure à 1) ne libèrent que

peu d'énergie :

.1997-2018

a2018


Pour le secteur Françoise, en valeurs cumulées depuis 1997, l'énergie libérée est de 5,6 1015 ergs

(Figure 19, courbe orange). Cette valeur, la plus importante de la zone Nord-Est, résulte du faitque

les magnitudes les plus fortes ont été enregistrées dans cette zone. Les évènements ayant donné

lieu à des alertes en 1999,2003,2006 et 2009 sont à I'origine des discontinuités majeures de la

courbe d'énergie cumulée au cours du temps. Depuis 2011, l'évolution est régulière, en lien avec

une activité sismique moindre tant en nombre d'événements qu'en magnitudes. Pour l'année 2018,

I'activité microsismique représente une libération d'énergie de 9,8 1012 ergs. Avec le recul d'une

année supplémentaire, la courbe confirme que les évènements de 2017, plus nombreux mais tous

de très faible amplitudes, n'ont pas impliqué de saut visible en termes d'énergie.

Pour le secteur lrène, le bilan énergétique cumulé depuis 1997 est de 1,21015 ergs (Figure 19,

courbe bleue), soit une valeur environ 4 fois inférieure à celle de Françoise. ll est marqué par

quelques événements de magnitude M¡ supérieure à 1 enregistrés régulièrement depuis 2009. Pour

I'année 2018, I'activité microsismique représente une libération d'énergie de 4,5 1012 ergs.

Pour le secteur Gisèle-Camélia, l'énergie libérée depuis 1997, de 43 1014 ergs, reste faible (Figure

19, courbe verte), environ 10 fois inférieure à celle de Françoise. Le bilan énergétique pour 2018 est

de 1,3 1012 ergs.

Pour le secteur Camélia-Hélène, le bilan énergétique depuis 1997, de 1,3 1013 ergs, est le plus faible

de la zone Nord-Est (Figure 19, courbe rouge), environ 100 fois inférieur à celui d'lrène. L'énergie

libérée en 2018 est de 2,0 1011 ergs.

6,0E+15

5,0E+15

l,0E+15

0,0E+001997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019

Figure 19: Comparaison des énergies cumulées de 1997 à fin 2018 pour les quatre secteurs de la zone Nord-Est : Françoise (en orange), lrène (en bleu), Gisèle-Gamélia (en vert) et Camélia-Hélène (en rouge).

4

3

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1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019

4

1,2E+15

I ,0E+15

2,08+14

0,0E+00 -2

1997 '1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019

Figure 20 : Energies cumulées (courbes, axe des ordonnées de gauche) pour les évènements de 1997 à fin 2018

et magnitudes Ml associées (cercles, axe des ordonnées de droite), en haut, de la zone Françoise (en orange) et,en bas, des zones lrène (en bleu), Gisèle-Camélia (en vert) et Camélía-Hélène (en rouge). Les losanges rouges,étiquetés, représentent les évènements ayant déclenché des alertes ; leurs magnitudes Mr- sont supérieures à

1,5. L'aterte du 11 octobre 2007 (en bas) a été déclenchée par un évènement localisé en zone Gisèle-Gamélia.

Pour l'année 2018,|e bilan énergétique est très faible dans les quatre secteurs de la zone Nord-Est,

traduisant le très faible niveau de magnitude des évènements enregistrés. L'énergie libérée du

secteur Françoise reste la plus importante en 2018 : celles des secteurs lrène, Gisèle'Camélia et

Camélia-Hélène sont respect¡vement env¡ron 4, 10 et 100 fois plus faible'

E+1 5

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CEA/DAM/DM NP/95/20 1 g/DO32

Aucune alerte n'a en 2018

3.2. Déplacements et déformations en surface

Les déplacements en surface sont fournis en continu par le calcul des déplacements relatifs entre les

stations GPS prises deux à deux, appelés lignes de base. Les mesures représentent ainsi des mouvements

par rapport à une station de référence.

L'évolution du réseau GPS entre les systèmes TELSITE et TELSITE2, en termes de nombre, de localisation

et de types de capteurs, ne permet pas une analyse continue sur toute I'année 2018 : les déplacements sont

tout d'abord examinés de janvier à août avec les données de TELSITE, puis de septembre à décembre avec

celles de TELSITE2. Le suivi continu des mesures ayant montré que les déplacements restaient faibles,

cette analyse en deux périodes n'est pas pénalisante pour la surveillance.

3.2.1. Déplacements mesurés en surface par TELSITE de janvier à septembre 2018

Depuis 1990 (date du début des mesures GPS), un déplacement horizontal est mesuré au centre de la zone

en mouvement par la station GPS1, en zone Camélia (Figure 4), par rapport à la station JEANNE de

référence (située sur le platier côté lagon), dans une direction globalement Nord/Nord-Ouest. Le mouvement

est devenu erratique depuis 2010, faisant suite aux anomalies relevées sur les composantes verticale et Est

au mois de septembre 2009 (de brusques sauts d'ordre centimétrique avaient été observés simultanément

sur les deux composantes). Une inspection effectuée en décembre 2010 rêvélait un phénomène

d'affouillement sous le bloc supportant le pilier GPS sur la digue Charlie-Delta. Après des travaux de

confortement des blocs réalisés lin 2011, le bloc semblait être stabilisé avec un retour à des mesures plus

exploitables en 2013 avant que des discontinuités inhabituelles apparaissent de nouveau en août 2013. Les

vitesses mesurées sur la période de janvier à août 2013, étaient de 0,5 mm/mois pour la composante Nord,

de + 0,1 mm/mois dans la direction Est, et de -1,8 mm/mois pour la composante verticale. Ces valeurs sont

données par la pente de la courbe de déplacement en fonction du temps sur cette période (Figure 21).

Les données n'étant plus considérées comme pertínentes, le pilier GPS de la station GPSl a été déplacé

d'une vingtaine de mètres sur la digue en dírection de la route en janvier 2015, soit vers le platier, pour une

position plus stable. De janvier 2015 à septembre 2018, les mesures de la nouvelle station GPSI indiquent

que le déplacement vers le nord et avec une composante en subsidence par rapport à la station JEANNE se

poursuit. Sa vitesse est stable en dehors des variations saisonnières (Figure 22). Les pentes des courbes

enregistrées sur cette période indiquent des vitesses plus faibles qu'avant I'implantation de la nouvelle

station, environ 0,26 mm/mois pour la composante Nord et -0,20 mm/mois pour la composante verticale, les

variations sont minimes (0,003 mm/mois) pour la composante Est.

Des travaux de réfection de la digue Charlie-Delta ont nécessité la déconnexion de la station, entrainant une

coupure dans les données de mi-mars 2017 à début avril 2017.

CEAJDAM/DMN P/95/20 1 g/DO

33

JEANNE.GPSl

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EE(EoËo

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50

0

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-150

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-250

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1 990 1994 1998 2002 2006 2010 2014 2018

1 990 1994 1998 2002 2006 2010 2014 2018

Figure 2l : Gomposantes Nord et verticale du déplacement de la station GPSI, implantée sur la digue Charlie-Delta, par rapport à la station GPS JEANNE de 1990 à septembre 2018. Les données, interrompues à partir du 2ljuin 2013, en raison de déstabilisations du pilier de GPS1, sont à nouveau représentées (après recalage) après ledéplacement de la station, le 20 janvier 2015.

Nord

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Verticale

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EE

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JEANNE.GPSl

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2017

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2018

2018

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A

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Verticale

2015 201 6 2017 2018

Figure 22 : Composantes Est, Nord et verticale des déplacements, par rapport à la station GPS JEANNE, de lastation GPS1 ; zoom sur la période depuis le repositionnement de GPSI en janvier 201 5 jusqu'à septembre 2018.Les valeurs indiquent les vitesses données par les pentes de chaque droite de régression en noir.

Les vitesses issues des données des deux stations GPS ALPHA et ECHO, situées respectivement en

bordures Ouest et Est de la zone Camélia (Figure 4), ne montrent pas d'évolution notable par rapport aux

tendances habituelles. Ainsi, les données de la station ALPHA (Figure 23), située sur la plateforme en zone

Camélia, montrent, outre les fluctuations saisonnières, la persistance d'un mouvement lent dans cette zone.

L'évolution par rapport à la station de référence JEANNE est stable avec des vitesses des composantes Est,

Nord et verticale respectivement d'environ 0,25,0,04 et -0,19 mm/mois calculées pour la période 2016-2018.

TrF

Nord

0.26 mm/mois

a

a ¡a

I

CEA/DAM/DMN P/95/201 g/DO

35Fin 2015, la réception des données a été momentanément interrompue en raison de travaux de réfection de

I'abri sur lequel est placée la station ALPHA.

JEANNE.ALPHA

0.25 mm/mois

-10

2005 2006 2007 zooS 2009 2010 201,L 20L2 20L3 201.4 201-5 20L6 2017 ZO1-S

2005 2006 2007 2008 2009 2010 zoLL 2012 201_3 2074 2015 20L6 201-7 201-8

2005 2A06 2007 2008 2009 2010 20IL 20L2 ZOL3 201'4 20L5 2016 20L7 201.8

Figure 23 : Composantes Est, Nord et verticale du déplacement de la station GPS ALPHA par rapport à la stationGPS de référence JEANNE au cours de la période d'octobre 2005 à septembre 2018. Les valeurs indiquent lesvitesses entre 2016 et septembre 2018 données par les pentes représentées par les flèches.

Les mesures de la statíon située sur la digue Kilo en zone Françoise restent en 2018 similaires aux années

précédentes. Leur tendance montre un faible mouvement vers I'est avec une composante en subsídence par

rapport à la station JEANNE. Les déplacements sont minimes et non quantifiables en raison de

perturbations cycliques saisonnières. Les dernières expertises effectuées en 2014 ont révélé la présence

d'affouillements importants côté Est sous la fondation. La station située sur la digue Hotel en zone lrène,

dont les mesures montraient également des déplacements très faíbles, a été déconnectée le 5 septembre

2016 en raison des travaux du chantier TELSITE2 en zone lrène.

Ces déplacements minimes des stations HOTEL et KILO sont compatibles avec les mesures effectuées pour

les piliers jalons du même nom situés à proximité immédiate en bout de digue, lors des campagnes

topographiques de 2001,2007 et2014 (cf. annexe 3 page 69) ; ils attestent de la stabilité du platier.

Est

40

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510a!'=0IE

30

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.N

N ord

0.04 mm/mois

-0.19 mm/mois

Verticale


Cela confirme , avec les données sismiques, l'absence de modification de I'emprise des limites de

glissement, tant en surface qu'en profondeur. Les stations de surface suivies en continu permettent de

vérifier que I'emprise du glissement reste confinée aux parties externes de I'atoll, dans les zones Françoise

et lrène.

3.2.2. Déplacements mesurés en surface par TELSITE2 de septembre à décembre

2018

Le système TELSITE2 comporte dix stations GPS dont les localisations (Figure 24), par rapport aux stations

TELSITE ou à d'autres repères préexistants, sont :

- H049, très proche de la station TELSITE HOTEL en bout de digue côté océan ;

- J055, très proche de la station TELSITE de référence JEANNE côté lagon ;

- E0Tl proche de la station TELSITE ECHO en bout de digue côté océan ;

- L075, nouvel emplacement en zone Camélia côté lagon ;

- C075, équivalente à la station GPSI mais plus éloignée de la côte vers l'océan, la digue Charlie-

Delta ayant été prolongée ;

- T077 eI P077, nouveaux emplacements en zone Camélia proches respectivement du pilier topo

TOPO13 et du pilier jalon PJ77 en bout de digue D77N côté tagon ;

- 4083, très proche de la station TELSITE ALPHA ;

- G092, nouvel emplacement en zone Gisèle côté lagon ;

- K107, très proche de la station TELSITE KILO en bout de digue côté océan.

Figure 24 : Localisation des stations GPS du système TELSITE2 (fond de carte extrait de Google Map). Lesquatre stations sans équivalent dans le système TELSITE sont repérées par un *.

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f-t049

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J05 5

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37Comme I les données de TELSITE sur plusieurs années (Figure 22), outre les déformations

permanentes, des variations cycliques transitoires sont enregistrées par les mesures GPS. C'est pourquoi,

après quatre mois d'enregistrement seulement, les déformations permanentes de la zone Nord-Est, dont les

vitesses attendues sont faibles (inférieures à 1 mm/mois), ne peuvent pas encore être extraites des mesures

GPS de TELSITE2. Pour la période limitée de septembre à décembre 2018,|es données GPS de TELSITE2

font I'objet d'une analyse qualitative.

La station J055, qui a remplacé la statíon TELSITE JEANNE et est implantée en zone stable, reste la station

de référence. Les mesures pour les lignes de base correspondantes ne montrent pas de tendances

significatives (Figure 25, Figure 26 et Figure 27). Seules celles de la station H049 (Figure 27) révèlent une

discontinuité de quelques millimètres mi-septembre et une deuxième, sur la composante Nord-Sud

uniquement, en décembre. A ces deux périodes, aucune autre mesure du système de surveillance ne

montre d'indice de déformation et le traitement des données GPS ne révèle pas de dégradation de leur

qualité. Ces díscontinuités peuvent être liées à un problème de stabilité de I'antenne de la station H049

particulièrement exposée aux perturbations météorologiques et océaniques ; une vérification est

programmée lors de la prochaine mission de maintenance sur site.

Le secteur Camélia-Hélène est plus densément instrumenté par les stations C075, L075, T077 et P077.

Parmi les quatre, la station P077 est considérée comme la plus stable en raíson de sa localisation la plus

interne côté lagon, elle a donc été choisie comme station de référence locale pour calculer fes déplacements

des trois autres stations. En 2018,|es données ne permettent pas encore de quantifier les déplacements qui

ne sont pas significatifs sur les quatre mois d'enregistrement disponibles (Figure 28) ; en revanche, à plus

long terme, si des mouvements différentiels significatifs affectent la zone Camélia, la comparaison de ces

lignes de base permettra de les quantifier et d'examiner les déformations internes de ce domaine.

CEA/DAM/DMN P/95/20 1 g/DO38

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J055K107

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J055A083

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Figure 25 : Composantes Est (en rouge), Nord (en bleu) et verticale (en vert) des déplacements par rapport à lastation GPS de référence J055 des stations K107 (en haut), G092 (au milieu) et 4083 (en bas) de septembre àdécembre 2018.

CEA/DAM/DM N P/95/20 1 9i DO39

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30

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J055T077

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J055L075

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Figure 26 ; Composantes Est (en rouge), Nord (en bleu) et verticale (en vert) des déplacements par rapport à lastation GPS de référence J055 des stations P077 (en haut), T077 (au milieu) et L075 (en bas) de septembre à

décembre 2018.


30

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J055C075

. Est-Ouest

. Nord-Sud

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. Est-Ouesto Nord-Sudo Vertical

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--"*"ù4" ",**,-Figure 27 : Composantes Est (en rouge), Nord (en bleu) et verticale (en vert) des déplacements par rapport à lastation GPS de référence J055 des stations C075 (en haut), E071 (au milieu) et H049 (en bas) de septembre àdécembre 2018.


41

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Figure 28 : Composantes Est (en rouge), Nord (en bleu) et verticale (en vert) des déplacements par rapport à lastãtion GPS de référence locale P077 des stations C075 (en haut), L075 (au milieu) et T077 (en bas) deseptembre à décembre 2018.

CEA/DAM/DM NP/95/20 I g/DO42

3.2.3. Bilan des mesures de acements en surface

L'absence de mouvement significatif décelé par les mesures des stations GPS permanentes de TELSITE et

les mesures différées sur les piliers jalons des zones Françoise et lrène est en faveur d'emprises de

glissement hypothétique confinées à la partie externe de la couronne et d'un platier interne stable dans ces

deux zones.

Les données des capteurs GPS de TELSITE en zone Camélia confirment la poursuite de leur subsidence et

d'un déplacement vers l'est pour la station ALPHA et vers le nord pour la station GPS1. Ces mouvements

restent faibles, en cohérence avec les observations des campagnes topographiques.

En 2018, la période d'enregistrement des données GPS de TELSITE2 est trop courte (quatre mois) pour

réaliser une analyse quantitative des déformations permanentes. Les tendances mesurées montrent que les

évolutions sont cohérentes entre elles.

3.3. Déplacements et déformations en profondeur

Les mouvements des flancs de la zone Nord-Est de l'atoll sont surveillés par les extensomètres installés

dans les forages inclinés latéraux (FlL) et les déformations en profondeur par les inclinomètres implantés en

forage vertical. Afin de mieux répondre aux objectifs de la surveillance géomécanique ainsi qu'à ses besoins

fonctionnels, parmi les modifications entre les systèmes TELSITE et TELSITE2, I'instrumentation de la zone

Camélia (proche du PKB) a été transférée vers la zone Hélène (proche du PK7.5). Ainsi, pour examiner les

déformations en profondeur, le système TELSITE2 comporte des extensomètres et une chaine

inclinométrique en zone Hélène, en remplacement de ceux de la zone Camélia, tandis que les zones lrène

et Françoise restent équipées d'extensomètres (cf. Tableau 2 page I 1 et Tableau 3 page 11).

Les modifications de l'instrumentation entre les deux systèmes, en termes de locafisation et de types de

capteurs, conduisent à des analyses séparées des mesures des deux systèmes pour I'année 2018:celles

de TELSITE sont tout d'abord examinées de janvier à août, puís celles de TELSITE2 de septembre à

décembre.

3.3.1. Mesures dans les forages inclinés latéraux du système TELSITE

SensibÍlíté du dispositif de mesure de déplacement en profondeur dans les FIL

Le dispositif équipant les FIL (forages inclinés latéraux) est le suivant :

- Un câble en INVAR (alliage de fer et de nickel), ou un train de tiges, passe dans un forage incliné,

tubé sur plusieurs centaines de mètres de longueur, dont l'extrémité inférieure a étê laissée libre de

façon à permettre I'ancrage du câble (ou du train de tiges) au terrain. Les profondeurs des ancrages

sont comprises entre 129 m et 319 m.

- En surface, un capteur monté sur un dispositif fixe mesure le déplacement de I'extrémité supérieure

du câble provoqué par le déplacement de I'ancrage.


43

D'après les mesures d'étalonnage, l'étendue de mesure du capteur extensomètre est de +l-200 mm avec

une résolution de 10 pm dans la partie linéaire et une précision de 50 pm. Cependant, compte tenu de la

nature du dispositif ancrage-câble-capteur de déplacement, la fonction de transfert < déplacement de

l'ancrage-déplacement mesuré en surface > est complexe et dégrade cette résolution. En particulier, les

câbles ou tiges reposent sur la génératrice inférieure du tubage et le frottement associé peut provoquer un

phénomène de < stick-slip > (ou blocage-glissement). Ce phénomène peut rendre I'interprétation des

mesures en surface difficile quand les déformations (les mouvements) sont très lentes. La question se pose

surtout pour les FIL de la zone PKSN qui évoluent très peu. En revanche, pour les zones PK10N et PKSN,

les mouvements des FIL semblent évoluer avec des alternances régulières d'épisodes de blocage et de

déplacement, que I'on peut attribuer aux effets combinés du mouvement du massif calcaire et des

frottements du câble dans le tube.

On a par ailleurs constaté que les mesures obtenues avec ces dispositifs sont cohérentes avec celles des

autres capteurs (réponses similaires à celles des inclinomètres et des mesures géodésiques lors des

sollicitations produites par les essais).

Ainsi, même si la fonction de transfert, qui dépend à la foís de la longueur du câble et de la cinétique de la

déformation, est complexe, la résolution effective du dispositif peut cependant être estimée en deçà du

dixième de millimètres, c'est-à-dire largement suffisante pour détecter les changements de tendance

significatifs.

Mesures dans les FIL de TELSITE

Après des déplacements plus rapides enregistrés en2017 dans les FIL des zones lrène et Françoise, toutes

les mesures issues des câbles utilisables (décrites ci-après) montrent des évolutions très lentes de janvier à

août 2018 (Figure 29). Les valeurs moyennes des vitesses estimées pour les FIL 5.45 (zone lrène), FIL 8.40

(zone Camélia) et FIL 10.45 (zone Françoise) restent faibles vis-à-vis du niveau attendu pour un

changement d'évolution significatif (cf. Tableau I, p. 8).

En zone lrène, les mesures pour le FIL 5.45 montrent une évolution par paliers. L'épisode de déblocage du

câble, débuté en 2012, coïncidait avec une reprise de l'activité sismique dans cette zone (après une

absence d'évènement sismique en2O11). Un palier a ensuite marqué la période de début avril2014 à août

2017 avec une vitesse moyenne inférieure à 0,05 mm/mois. La reprise d'un déplacement plus rapide a été

enregistrée en août 2017 pour atteindre une vitesse d'environ 1,4 mm/mois. Le déplacement, à nouveau lent

depuis début décembre 2017, a perduré jusqu'à fin août 2018 : la vitesse correspondant à ce palier est de

I'ordre de 0,02 mm/mois.

Le câble du FIL 5.40 est rompu depuis une tentative de remise en tension au cours de la mission de

maintenance de février 2012. Une étude complémentaire ayant conclu qu'il n'était pas réparable, le capteur

n'est donc plus en fonction.

CEA/DAM/D M N P/95/20 I g/DO44

120

100

-201 996 2003 2010 2017

80

0

-101 996 2003 2010 2017

FRANCOISE, PK1O.7N

\\

Rupture27t1112011

Ruptures1101 etgh2

2014

Réparation28t0212012

-FtL 10.45P, L = 514 m

- FIL 10.40P, L = 448 m

01 996 2003 2010 2017

Figure 29 : Déplacements mesurés de 1997 à août 2018 par les câbles implantés dans les forages inclinés deTELSITE dans les zones : lrène, proche du PK5 (en haut), Camélia, proche du PK8 (milieu), et Françoise, prochedu PK10 (en bas). Les sauts visibles pour les FILS 5.40 et 8.30 sont liés au graissage des chaînes lors de lamaintenance en avril 20'11 ou à d'autres interventions en2012 et 2013.

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ã60otr940G

to 20

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ãoooÊõ30o(!E20\oo

10

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^120E€ rootr9BooË60CL

t4020

0

IRENE, PK4.9N

-

FIL 5.45P, L = 427 m

-FlL540P.L=267m

Rupture2810212012

JGraissage09t04t20'11

Essaí de remiseCAMELIA, PK8.3N

-FtL 8.30P, L = 269 m

-FtL 8.40P, L = 400 m

en tension2510 012

Graissage910 011

Rupture 511212011,Réparation 2810212012 Dépose et n yage

de la chaîne

C EA/DAM/DM N P/95/201 g/DO

45En zone Gamélia, les mesures du FIL 8.40 en 2018 indiquent une évolution dans la continuité de celles

enregistrées depuis la réparation du câble le 25 février 2012 après sa rupture le 5 décembre 2011 : ledéplacement mesuré est faible et sa vitesse décroit.

Le FIL 8.30, outre les interventions successives depuis 2011 (détaillées sur la Figure 29) pour tenter de

remédier au grippage des chaînes, a été temporairement déconnecté du 5 décembre 2015 jusqu'à tout

début 2016 afin de le protéger des travaux de construction du mur de protection sur la plateforme (projet

TELSITE2). Par ailleurs, un affaissement progressif vers I'océan de I'abri dans lequel le FIL 8.30 est placé

(ce mouvement n'affecte pas I'abri du FIL 8.40) a été observé ; les mesures de ce FIL 8.30 ne sont donc plus

considérées comme fiables.

Pour la période de 2003 à tin 2012, en tenant compte des sauts produits lors des interventions, la vitesse

estimée indique une valeur maximale de 0,4 mm/mois pour le FIL 8.30, soit une valeur proche de celle

observée entre 2000 et 2003. Ainsi, avant 2013, les vitesses estimées à partir des mesures des FIL 8.30 et

8.40 étaient apparemment plus faibles que dans les autres zones, posant la question de leur pertinence pour

représenter les mouvements. Outre le grippage partiel des chaînes (antérieurement aux interventions et

opérations de graissage d'avril 2011), un mouvement de ( corps rigide > de toute cette partie du platier

permet d'interpréter ces valeurs ; l'ensemble de I'instrumentation de la plateforme Camélia du système

TELSITE serait ainsi entrainé. Le déplacement, certes faible mais toujours en direction Est, détecté par les

mesures GPS et les levés topographiques dans la zone serait I'expression en surface de ce mouvement.

En zone Françoise, le câble du FIL 10.40 a subi plusieurs ruptures :

- Rupture en novembre 2011 : après réparatíon en février 2012, les mesures en 2013 donnaient,

après recalage, des vitesses faibles (< 0,15 mm/mois), le câble étant en période de remise en

tension. r

- Ruptures les 1er janvier et 9 décembre 2014 : suite aux réparations, respectivement en janvier 2014

et début 2015,|e câble n'a pas repris de tension; les déplacements ne sont pas suffisants pour le

tendre à nouveau.

- Rupture le 10 février 2016: la reconnêxion du câble le 3 mars 2016 maintient le système en état

opérationnel même si, depuis, aucune tension n'a été transmise au dispositif de mesure.

Les ruptures se produisent au niveau du câble INVAR à proximité immédiate de la pièce de liaison en

surface reliant celui-ci et le câble inox. Après examen, la corrosion du câble est de nouveau confirmée.

N'indiquant aucune évolution particulière, les autres capteurs permettent de conclure que ces incidents sont

de nature technique et ne sont pas liés à une activité géomécanique anormale de l'atoll en cette zone.

En 2003-2004, les mesures du FIL 10.45 montraient une vitesse de 2 mm/mois. Le long palier, de fin 2004 à

mai2013, incite à interpréter les mesures avec prudence. Cependant, le câble qui a fait l'objet d'une mesure

de réflectométrie (en avril 2013) n'est pas rompu ;la reprise des déplacements, détectée à partir de mai

2013, est peut-être en lien avec cette intervention. Depuis, et jusqu'à novembre 2017,les enregistrements

montrent une accélération globale ; celle-ci, à plus petite échelle, consiste en une succession de hausses et

de paliers. La vitesse maximale, de I'ordre de 2,5 mm/mois, a été détectée de mi-août à début novembre

2017.Depuís décembre 2017 etjusqu'à août 2018, les mesures indiquent un net ralentissement;la vitesse

moyenne sur cette période est de I'ordre de 0,1 mm/mois. Comme indiqué précédemment, les

interprétatíons des mesures du FIL 10.45 sont à considérer avec prudence.


Jusqu'à fin août 2018, dans chacune des trois zones où sont implantés les forages inclinés latéraux

de TELSITE, au moins un câble est resté utilisable et les mesures associées sont toujourspertinentes. Ainsi, le système de surveillance TELSITE est resté opérationnel jusqu'à la mise en

service de TELSITE2 fin août 2018.

Les mesures issues des câbles utilisables montrent des évolutions très lentes en 2018, les

déplacements plus rapides enregistrés en 20'17 pour les zones lrène et Françoise n'ayant pas

perduré.

3.3.2. Mesures dans les forages inclinés latéraux du système TELSITE2

DisposÍtif de rnesures dans fes FIL de TELSITE2

La mission des mesures de déplacement dans les forages inclinés latéraux est identique pour les deux

systèmes TELSITE et TELSITE2. Cependant, un nouveau dispositif ancrage-câble-capteur a été retenu pour

le système TELSITE2 sur la base des observations et de I'analyse de données effectuées sur la période de

fonctionnement TELSITE. Le principe des extensomètres est celui d'un câble gainé ancré en fond de puits et

mis en tension à la surface à I'aide d'un système de poulies et de contrepoids. Les évolutions adoptées pour

le système TELSITE2 concernent :

- Le matériau de l'âme centrale porteuse: I'lnconel 625 aété retenu pour sa résistante particulière à

l'environnement corrosif marin. Cette âme, constituant l'élément mécanique proprement dit, doit être

légèrement tendue et ainsi reproduire en surface le déplacement de I'ancrage en fond de puits.

- La mesure du déplacement : elle est effectuée en surface par un capteur angulaire (codeur optique)

monté sur une structure mécano-soudée appelée cabestan de mesure.

- La gaine, dite fourreau, dans laquelle coulísse le composite : elle permet le déplacement de l'âme

avec un minimum de frottement.

- La dynamique du système de mesure de déplacement : alors que chaque FIL de TELSITE était doté

de deux dynamiques pour répondre à de forts et plus faibles dépfacements, les extensomètres du

système TELSITE2 sont adaptés aux déplacements actuels, inférieurs à 1 cm par an, soit une

vitesse assez lente qui favorise le grippage.

Le dispositif adopté pour TELSITE2 permet une dynamique maximum de I'ordre de +l- 1,10 m ; au-delà, une

intervention humaine sur site serait nécessaire. La résolution est celle du codeur optique, c'est-à-dire 50 ¡rm.

En intégrant les facteurs pouvant légèrement influer sur la dilatation du câble (variations de température,

marées, ...), la résolution effective du dispositif peut être estimée de façon conservative en deçà du dixième

de millimètres, largement suffisante pour détecter des changements de tendance significatifs.

Dans la continuité du système TELSITE, les zones lrène et Françoise ont chacune été instrumentées avec

deux extensomètres implantés dans des forages inclinés latéraux (FlL) à 30' et à 45". Le troisième couple

d'extensomètres n'est pfus placé en zone Camélia, mais en zone Hélène et en position plus interne, côté

lagon. Les caractéristiques de cette instrumentation sont indiquées dans le Tableau 4.


47

ZONE F]LFrof,ondet¡r de

lãncrage.Longueur du

cäble

lrèneFtL 5.30 140 m 267 m

FtL 5.45 358 m 507 m

HélèneFtL 7.30 241 m 483 m

FtL7.45 413 m 556 m

FrançoiseFrL 10.30 278 m 513 m

FrL 10.45 436 m 585 m

Tableau 4 : Profondeur d'ancrage et longueur des câbles des extensomètres implantés dans les forages inclinéslatéraux (FlL) du système TELSITE2.

Mesures dans les FIL de TELSITE2

Pendant les quatre mois de mesures (septembre à décembre 2018) opérées par le système ïELSITE2 en

2018, les extensomètres ne montrent pas de déplacements significatifs dans les trois zones lrène (Figure

30), Hélène (Figure 31) et Françoise (Figure 32).

Les mesures montrent une évolution négative très lente, voie extrêmement lente en cohérence avec les

autres mesures de TELSITE2, par sauts de I'ordre de la sensibilité des capteurs ; cette évolution est la plus

marquée pour les FIL de la zone Hélène (Figure 31). Elle traduit probablement la mise en tension

progressive des câbles. En effet, des mouvements de terrain significatifs engendreraient des déplacements

croissants correspondant à l'allongement des câbles ; si de tels mouvements existent, leur amplitude est trop

faible sur la période d'enregistrement pour être observée et quantifiée. Cette absence de mouvements

significatifs en quatre mois est cohérente avec les mesures acquises en 2018 dans les FIL de TELSITE et

avec les mesures GPS en surface.

Les mesures dans les FIL 5.30 et 5.45 (Figure 30) montrent début octobre 2018 une lacune de deux jours.

Elle correspond à un arrêt, sur site, du système d'acquisition des données ; la possibilité de redémarrer à

distance ces systèmes installés pour chaque zone instrumentée permet de limiter de telles coupures à de

courtes durées.


20

'10

So-10

-20

20

'10

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-10

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HEL FIL45

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Figure 30 : Déplacements mesurés de septembre à décembre 2018 par les câbles implantés en zone lrène dansles forages inclinés de TELSITE2, en haut, à 30o et, en bas, à 45o.

HEL FIL3O

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Figure 31 : Déplacements mesurés de septembre à décemb¡e 2018 par les câbles implantés en zone Hélènedans les forages inclinés de TELSITE2, en haut, à 30o et, en bas, à 45o.

CEA/DAM/D M N Pi95l20 1 g/DO

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FRA FIL3O

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Figure 32 : Déplacements mesurés de septembre à décembre 2018 par les câbles implantés en zone Françoisedans les forages inclinés de TELSITE2, en haut, à 30o et, en bas, à 45o.

3.3.3. Mesures inclinométr¡ques du système TELSITE

Au centre de la zone Camélia, la déformation dans les couches profondes est mesurée par des

inclinomètres scellés dans un puits au sein des couches de calcaires crayeux et de la zone de transition,

entre 350 et451mètres de profondeur3. C'estdans cette couche que les capteurs, répartis avant 1996 sur

toute la hauteur du puits, avaient montré les valeurs d'évolution les plus grandes.

Les mesures issues du capteur n'29, implanté à 350 m dans les calcaires crayeux (Figure 33), montrent

une inclinaison globalement vers I'Est-Sud-Est depuis 2004, alors qu'elle était vers le Sud-Ouest auparavant.

La composante EslOuest a une vitesse stable depuis 2010, de I'ordre de -0,2 mdeg/mois, légèrement plus

faible en 2018 (-0,15 mdeg/mois). La composante Nord-Sud évolue également lentement ; sa vitesse

moyenne, d'environ -0,15 mdeg/mois de 2007 à2014,êtait inférieure à -0,1 mdeg/mois de 2015à2017,les

mesures des huit premiers mois de 2018 montrent une légère évolution à environ -0,25 mdeg/mois.

Les mesures issues du capteur no26, implanté à la base des calcaires crayeux à 376 m (Figure 34),

montrènt la poursuite en 2018 d'une inclinaison vers le nord.

3 Au droit du forage GE08B, le substrat volcanique est à 500 m de profondeur


Le mouvement , auparavant vers le nord-ouest, s'est orienté vers le nord à partir de 2003 avec une vitesse

moyenne inférieure à 0,15 mdeg/mois. De janvier à août 2018, dans la continuité de 2016 et 2017, cette

vitesse vers le nord est d'environ 0,1 mdeg/mois.

Les mesures issues du capteur n"22, implanté dans une uníté conglomératique sous les calcaires crayeux,

à 451 m de profondeur (Figure 35), montrent une inclinaíson vers le Nord depuis 1998. Depuis avril 201 1 , sa

vitesse est stable, environ 0,1 mdeg/mois. L'évolution de la composante Est-Ouest est globalement faible

depuis 2005, hormis des variations hautes fréquences inhabituelles. Ces perturbations sont enregistrées à

partir du 14 décembre 2013 avec un pic atteint le 24 mai 2014. Elles s'estompent progressivement et les

mesures reprennent une évolution plus régulière autour de novembre 2016. L'écart maximum entre la

tendance habituelle et le pic est de g mdeg. Le caractère inhabituel et transitoire de ces variations pourrait

révéler des signes de défaillance du capteur. Depuis 2017 cependant, les enregistrements, exempts de

variations hautes fréquences, suggèrent une reprise de son fonctionnement et I'apparition d'une faible

inclínaison vers I'ouest avec une vitesse de I'ordre de 0,1 mdeg/mois. Ces mesures doivent cependant être

interprétées avec précaution.

Les mesures en profondeur disponibles pour la zone Camélia ne permettent pas de retenir une unique

interprétation. Les différences d'évolution entre les capteurs peuvent refléter, depuis une dizaine d'années,

des mouvements différentiels entre une partie profonde, incluant les capteurs 26 et 22, et une plus

superficielle, où est ancré le capteur 29. Cependant, les évolutions distinctes des mesures et non continues

depuis le début de leur acquisition en 1996 peuvent également résulter de mouvements différentiels plus

complexes qui auraient varié dans le temps ; deux parties Ouest et Est de la zone Camélia évolueraient

l'une par rapport à I'autre dans des mouvements de rotation ou de bascule, alternativement vers le lagon ou

I'océan, portées par le mouvement lent et plus régulier au niveau des couches plus profondes.

Les mesures inclinométriques du système TELSITE au sein des couches profondes dans la zone

Gamélia indiquent de janvier à septembre 2018 la poursuite de mouvements lents, globalement

similaires aux années précédentes. Les variations inhabituelles apparues à partir de la fin de I'année

2013, sur la composante Est du capteur 22, se sont estompées à partir 2016 et n'apparaissent plus

en 2017 et 2018.

C EA/DAM/DMN P/95/20 1 g/DO

51

40INCLINOMETRE n'29

-40

I 996 2003 2010 2017

Figure 33 : Evolution du capteur inclinométrique du forage GEOSB (n"29) en zone Camélia implanté dans lesdolomies à 350 m de profondeur.

INCLINOMETRE n'26

-20

1 996 2003 2010 2017

Figure 34 : Evolution du capteur inclinométrique du forage GEOSB (n"26) en zone Camélia implanté à la basedes calcaires crayeux à 376 m de profondeur.

INCLINOMETRE n'22

-40

1 996 2003 2010 2017

Figure 35 : Evolution du capteur inclinométrique du forage GEOSB (n"22) en zone Camélia implanté dans lapartie supérieure d'une unité conglomératique sous les calcaires crayeux à 451 m de profondeur.

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-Nord-sud

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Est-Ouest

-

Nord-sud

-

Est-Ouest


3.3.4. Mesures inclinométriques du système TELSITE2

La chaine inclinométrique du système TELSITE2 est implantée en forage vertical en zone Hélène. Elle est

constituée de dix caissons répartis sur toute la hauteur du puits, de 48 à 613 m de profondeur, afin de

mesurer les déformations au sein des couches géologiques successives. Chaque caisson comporte deux

modèles de capteurs inclínométriques, des "ClinoF" analogiques et des "Lily" numériques. La nomenclature

des capteurs, leurs profondeurs et les faciès correspondants sont reportés dans le Tableau 5.

En accord avec les faíbles vitesses de déformation déduites des données de TELSITE jusqu'à août 2018 (de

I'ordre de 0,1 à 0,3 mdeg/mois au maximum), les courbes des mesures inclinométriques de TELSITE2 sur

les quatre mois disponibles en 2018 révèlent des évolutions globalement lentes (Figure 36 et Figure 37). De

faibles mouvements enregistrés sur une si courte durée doivent être interprétés avec précaution, les

mesures inclinométriques de septembre à décembre 2018 font donc I'objet d'une analyse qualitative.

En I'absence de variations importantes sur cette période, les capteurs Lily, plus sensibles que les ClinoF,

sont plus appropriés pour détecter les mouvements de faible amplitude. Afin d'illustrer les mesures au sein

des dífférentes couches sous-jacentes de la zone Hélène, les courbes obtenues pour les inclinomètres Lily

J, H, G, F, D, B et A sont présentées :

- Les données des capteurs J, H, F, D et A montrent des évolutions de leurs deux composantes

globalement stables et conduisant à des variations cumulées sur quatre mois de l'ordre de 0,3 mdeg

au maximum.

- Les mesures du Lily G montrent une évolution moins régulière, avec des variations de plus courtes

longueurs d'onde dont les amplitudes restent de I'ordre de quelques dixièmes de mdeg.

- Alors que fes mesures Est-Ouest du Lily B sont stables, sa composante Nord-Sud suit des

oscillations périodiques qui rappellent celles des marées de vive-eau et morte-eau.


HELJ_Líly

HELJ ClinoF48m Calcaires supérieurs

HELI_Lily

HELI ClinoF139 m Calcaires inférieurs

HELH_Líly

HELH ClinoF205 m Calcaíres inférieurs

HELG_LÍly

HELG ClinoF281 m

Calcaires inférieursdolomitiques et indurés

HELF_Lily

HELF CIinoF323 m

Calcaires crayeux etdolomies

HELE_Lily

HELE ClinoF344m Calcaires crayeux

HELD_L|ly

HELD ClinoF392 m Dolomies colorées

HELC_L|lyZone de transition

HELC ClinoF431 m

HELB_Lily

HELB ClinoF497 m

Zone detransition/début

volcanisme

HELA_Lily

HELA ClinoF613 m Volcanisme

Tableau 5: Caractéristlques des inclinomètres du système TELSITE2 implantés en forage vertical en zoneHélène.

I

CEA/DAM/DM N P/95/20 1 9/DO54¡

HELI_llly Profondeur : 48 m

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. Est-Ouest

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Profondeur :281 m

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HELH_I¡ly Profondeur : 205 m

. Est-Ouest

. Nord-Sud

HELF_lily Profondeur : 323 m

. Est-Ouesto Nord-Sud

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Figure 36 : Evolution des capteurs incl¡nométriques J, H, G et F de TELSITE2, implantés en forage yert¡cal en zone Hélène. Le capteur J est à 48 m de profondeur danslescalcairessupérieurs, leHà205mdanslescalcairesinférieurs, leGà281 mdanslescalcairesdolomitisés,etleFà323mdanslescalca¡rescrayeux.

CEA/DAMiD MN P/95/201 g/DO

55

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HELD_l¡ty

¡ Est-Ouest. Nord-Sud

Profondeur :392 m

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HELA_lily

. Eslouest¡ Nord-Sud

Profondeur:613 m

-2

.{,""\b ^t)

,+{'o -t*"'\ \\' .t.t'Figure 37 : Evolution des capteurs inclinométriques D, B et A de TELSITE2, implantés en forage vertical en zone Hélène. Le capteur D est à 392 m de profondeur dansles dolomies colorées, le B à 497 m dans la zone de transition, et le A à 613 m dans le volcanisme.


3.4. Synúhèse de l'activité en zone Nord-Est

La synthèse des mesures obtenues en zone Nord-Est en 2018 est présentée dans le Tableau 6. Au vu de

I'ensemble des différents indicateurs mesurés, l'indicateur global VR garde une valeur n'excédant pas 0,2,

représentative d'une situation normale (Tableau 1 page B), comme indiqué dans le guide de surveillance

géomécanique des atolls de Moruroa et Fangataufa.

Tableau 6 : Synthèse des mesures TELSITE obtenues en zone Nord-Est en 2018 et des valeurs de référence.

Les valeurs en 2018 (2ème colonne) sont comparées aux valeurs observées après I'arrêt définitif des essais

en 1995-1996 (3ème colonne), qui elles-mêmes correspondent aux valeurs qui avaient été observées dans

les années précédant la reprise des essais.*En valeur absolue

Au vu de I'ensemble des différents indicateurs mesurés en 2018, I'indicateur global VR garde une

valeur n'excédant pas 0,2, représentative d'une situation normale, comme indiqué dans le guide de

surveillance géomécanique des atolls de Moruroa et Fangataufa.

En 2018, les indicateurs de la déformation observée (issus des mesures de sismicité, données GPS

en surface, mesures d'extensomètre dans les forages inclinés latéraux et d'inclinométrie en puits)

correspondent à une évolution très lente, en ralentissement depuis I'arrêt des essais.

La valeur de I'indicateur global VR montre que l'activíté géomécanique actuelle de la zone Nord-Est

peut être classée au niveau zéro de l'échelle des rÍsques (Tableau 1 page 8), correspondant à une

situation normalé.

lndicateur Valeur en 2018Valeur observée en

1996 (à la fin desessais)

Valeurassociée à unchangernent d'évolution

significatif

Sismicité : fréquence desmicroséismes

0,50 / semaine < 1 / semaine > 10 / semaine

Déplacements horízonta ux* < 0,27 mm / mois <2mmlmois > 20 mm / mois

Déplacements dans lesforages inclinés

0,1 mm / mois <2mm/mois > 20 mm / mois

Déplacements verticaux* < 0,2 mm / mois <1mm/mois > 10 mm / mois

lnclinométrie* < 0,3 mdeg / mois < 0,2 mdeg / mois Quelques mdeg / mois

C EA/DAM/DM N P/95/20 1 g/DO

57

4. Bilan de l'évolution dans le secteur Sud-Est (zone Simone)

Pour 2018, le bilan de microsismicité de la zone Simone (au sud-est de I'atoll), comme celui de la zone

Nord-Est, repose sur les enregistrements du système TELSITE de janvier à aoÛt et du système TELSITE2

de septembre à décembre. En revanche, les priorités définies lors de la refonte du système de surveillance

ont conduit à remplacer la station sismique en profondeur dans le système TELSITE par une station en

surface dans le système TELSITE2. Un impact en termes de détectabilité est attendu en zone Simone : les

évènements les plus petits ne seront plus détectés par le système TELSITE2 et ceux qui le seront seront

localisés avec une plus grande incertitude. Ses performances globales de localisation lui permettent

cependant de répondre aux objectifs de la surveillance

En2018, un seulévènementa été détecté en zone Simone le 16 mai, dans la partie externe de I'atoll (Figure

3B). Sa magnitude locale est de 0,33 (Figure 39). Ce bilan minime est dans la continuité de la diminution de

l'activité observée en 2017 (cinq relâchements de contraintes avaient été localisés sous la couronne de

I'atoll) par rapport aux années précédentes.

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7245,ÛÐ

Figure 38: Carte des événements microsismiques localisés de 1980 à 2018 en zone Sud-Est (Localisationexhaustive depuis décembre 2005, sur les événements d'amplitude suffisante pour être localisés). Les trianglesbleus et verts représentent respectivement la station en profondeur du système TELSITE (S¡MP) et la station desurface de TELSITE2 (2SlM0). Les contours bruns représentent les limites de I'estran.

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I 996 2003 2010 2017

Figure 39 : Distribution temporelle des magnitudes M¡ pour le secteur Simone en zone Sud-Est.

5. Gampagne topographique 2014 : principaux résultats

Des campagnes de levés topographiques spécifiques, à une échelle plus globale que celle fournie par le

réseau de télésurveillance, sont menées à Moruroa et à Fangataufa dans le cadre de prestations pour le

CEA. La dernière campagne, réalisée en2014, s'est déroulée sur l'atoll de Moruroa du 30 avril au 5 mai et

du 19 mai auí6 juin, et sur l'atoll de Fangataufa du 5 mai au 19 mai. Elle a consisté en des levés

planimétriques et de nivellement, et un relevé de fracturation. L'analyse des mesures du prestataire a fait

l'objet d'un rapport établi par le CEA en juillet 2015. Les principaux résultats tirés de cette campagne2014

en termes d'évolution sur la période 2007-2014 sont présentés ci-après ; ils sont décrits plus exhaustivement

en annexe 3 (page 69).

Pour rappel, les conclusions des campagnes antérieures en termes d'évolution pour les périodes 1996-2001

et 2001-2007 ont été reportées dans des bilans antérieurs.

5.1. Principaux résultats pour MoruroaSur I'atoll de Moruroa, les résultats issus de la campagne topographique 2014 (cf. annexe 3, page 69) sont

en accord avec les données de surface mesurées en continu par le système TELSITE. Pour la zone Nord-

Est, les déplacements horizontaux sont présentés sur la Figure 40 et l'évolution des mouvements verticaux

sur la Figure 41. Le Tableau 7 présente une synthèse des résultats déduits de I'ensemble des mesures

effectuées.

L'évolution entre 2007 et 2014 montre que les déplacements annuels moyennés sur cette période restent

faibles :

- En zone externe de l'atoll, les déplacements moyens horizontaux calculés sur la période 2007-2014

sont équivalents à ceux de la période précédente (2001-2007). Pour la partie interne située sur le

platier, ils sont en légère réduction.

- Les déplacements horizontaux maximaux, pour chaque type de mesures, présentent, en moyenne

sur la période2007-2014, des vitesses inférieures à7 mmlan (zone Nord).

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af . .'ïi;"

o Simone

CEA/DAM/DMNP/95/20'1 9/DO59

Les résultats de nivellement indiquent un ralentissement sign ificatif entre les deux périodes tant pour

les déplacements mesurés sur la route (zone interne) que ceux mesurés sur les digues (zone

externe).

Pour la période 2OO7-2017,|a subsidence maximale de 5 mm/an est mesurée en zone externe.

Comme par le passé, les mouvements de surface les plus importants, mesurés tant en planimétrie

qu'en nivellement, sont localisés au centre de la zone Camélia.

Les mouvements de surface sont minimes à la périphérie de la zone Camélia confirmant ainsi

I'absence de modification des enveloppes de glissement.

Les mesures de planimétrie en zone Sud ne montrent pas d'évolution significative. Elles restent très

faibles en nivellement (-1 mm/an).

Ges informations confortent les prévisions d'un ralentissement global progressif des déplacements

en surface au centre de la zone Gamélia.

DomaineType demesur€s

Vitesse nraximale dedéplacernent (mm/an) Tendance

d'évolution entre2007 e12014

Poíntd'observation

du déplacementmaxfmal

Zone associéeau

déplacementmaximal2001-2007 2007-2014

MORUROAZONE NORD

Planimétrieplatier 5,2 4,5 Légère réduction

Piliers TOPO25et TOPO13

Camélia

Planimétriezone externe 6,9 6,7 Pas d'évolution Pilier jalon 6C Camélia

Déplacementsverticaux

route-4,1 -3

Ralentissementsignificatif

PK 8.05N Camélia

Déplacementsverticauxdigues

-9,9 -5Ralentissement

significatif Repère JN08Camélia

(extrémité digueCharlie)

MORUROAZONE SUD

Planimétrie <1 <1 Non significatif

Nivellement -1,5 1Ralentissement

significatifPK 6.25 Simone

FANGATAUFA

Planimétrieplatier

<1 <1 Non significatif

Planimétriezone externe

<3 <3 Non significatif Piliers jalons Hotell etPingouin

Tableau 7 : Synthèse des résultats issus des mesures de la campagne topographique 2014.


5.2, Principaux résultats pour FangataufaA Fangataufa, les mesures topograþhiques sont conformes aux prévisions de ralentissement très net de

l'évolution après 1996, notamment dans les zones Nord et Nord-Est (cf. annexe 3, page 69). Elles ne

révèlent pas d'évolution significative du platier depuis la période 200'l-2007 (Tableau 7), dans la limite de la

précision des mesures.

5.3, Interprétation pour la zone Nord-Est de MoruroaLes résultats d'évolution, déduíts de I'ensemble des mesures du système continu TELSITE et de la

campagne topographique 2014, sont compatibles avec l'interprétation suivante :

- Les zones Françoise, Camélia et lrène présentent des mouvements lents en profondeur. Jusqu'à fin

2004, avant le blocage du FIL 10.45, les mesures indiquaient les vitesses de déplacements en

profondeur les plus notables dans la zone Françoise.

- En surface, c'est en zone Camélia, très fracturée, que les mouvements sont les plus notables

(Figure 40), et touchent la partie émergée. Le mécanisme global en profondeur interagit avec des

mouvements plus superficiels de blocs rocheux.

- En zone lrène, le mouvement intéresse une partie immergée des masses carbonatées situées au-

delà de la limite marquée par les fractures sous-marines, c'est-à-dire en domaine externe.


61

¡2w 21ffi m ?r3m ?:r¿l$o ?26ñ¡OQ ?¡60q¡ ?2?{m

l:^lme 721ûm 7220e ?23.qtl¡ t2¡r¡00 72Am Ì26qX¡ ì27(It0

Figure 40 : Vecteurs déplacements planimétriques des piliers topographiques et des piliers jalons entre 2007 et2011(flèches bleues, agrandissement x 50000) estimésà partir des levés de topographie classique après recalage de la polygonale principale. Les limites hypothétiques des zones en mouvement sont indiquées en vert.

oo

F

o

o&

F

ots

or

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oo

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a

1

l- t

tAG'O¡{

Légende_t I l I + t I f

r [mles ues de zones en mowement

-',

e! 2lX)7 - 201tt lcmDdPlacement:

---+t ftiltaÐZ (lopo cbss¡què)úr

F l + 't

t

.1

+

I

ZOI'IE rrrORD

T

owt

i

+

+

-t+

I

ï+-

CEA/DAM/DM N P/95/20 1 9/DO62

14 12

Point kilométrique Zone Nord10 8 6 24

2

0dU'U'oo-o

_) o--o.p_0)oof,-4df

oã_õ'-(t o)

13o)-89

-10

Figure4l : Gomparaison des vitesses verticales (en mm/an) estimées pour les périodes 2007-2011(en rouge), 2001-2007 (en bleu) et 1gg6-2001 (en vert) le long de laroute Nord. Ces vitesses sont les moyennes calculées à partir des déplacements verticaux déduits des mesùrés de nivellement.

Vitesse 2007 -201 4 (mm/an)

+Vitesse 2001 -2007 (mm/an)

-+-Vitesse I 996-2001 (mm/an)

a

CEA/DAM/DM NP/95/201 g/DO

63

6. Bilan de fonctionnement des systèmes TELSITE et

TELSITE2 pour I'année 2018

La fonction de génération d'alerte et sa diffusion sur site a été assurée toute I'année 2018, de janvier à août

par le système TELSITE et de septembre à décembre par le système TELSITE2.

6.1 . Disponibilités des mes ures

Les taux de disponibilités des mesures continues font I'objet d'une surveillance

Pour le système TELSITE, ces taux sont calculés de janvier à août 2018 :

- Pour les capteurs sismiques impliqués dans l'alerte : 96,70/o. Ce taux reflète une coupure de la

station en zone Dindon qui a été foudroyée le 19 février et réparée le 16 mars ;en omettant cette

station, sa valeur est de 99,'lo/o-

- Pour les lignes de base GPS n'incluant pas la station HOTEL (coupée depuis septembre 2016):

80,2%.

- Pour les inclinomètres et extensomètres en puíts : 96,20/o.

- Pour les capteurs de submersion : 98,6%.

Pour le système TELSITE2, qui inclut un plus grand nombre de capteurs que le système TELSITE, ces

taux sont calculés de septembre à décembre 2018

- Pour les capteurs sismiques impliqués dans I'alerte : 99,99%.

- Pour les lignes de base GPS : 100%.

- Pour les inclinomètres et extensomètres en puits : 95,3To.

- Pour les capteurs de submersion : 68.9%. Ce taux reflète la coupure du capteur de la zone Hélène

et I'arrachement de la canne de celui de la zone lrène ; en omettant ces deux capteurs, le taux est

de 96,5%.

a

6.2. Faits marquanfs ef actions de maintenance

En 2018, Ies actions de maintenance curative et préventive ont été couplées aux dernières opérations

d'installation et de réception du système TELSITE2. Elles ont été menées lors de trois míssions principales :

- en mars, lors de la réception du système TELSITE2,

- en juin, pour des actions spécifiques sur des équipements de TELSITE2,

- en septembre, pour la mise à l'arrêt du système TELSITE et de ses équipements.


Parmi les actions menées en 2018, les principales sont les suivantes :

. Actions s'appliquant au système TELSITE :

- juin : remplacement des batteries de la station FRAP en zone Françoise,

- septembre: arrêt du système TELSITE (le 19/09) avec la mise hors tension de l'ensemble des

équipements de réception, d'acquisition, de traitement et de diffusion, et pour chaque station, la

mise hors tension des équipements (numériseurs, GPS, acquisition FIL et radio modem).

. Actions s'appliquant au système TELSITE2 :

- mise à disposition, en mars, des portatifs TELSITE2 et, en septembre, de la base TELSITE TRANS

au centre de transmission du RIMAP pour la mise en sécurité des personnels en cas d'alerte,

- en septembre, remplacement du système d'afimentation et du capteur de submersion en zone

Deníse:\e20109,

Remarque : le remplacement des capteurs de submersion en zone Hélène et lrène, hors service, n'a pas pu

être effectué en2018, faute de rechanges dísponibles sur le site (container bloqué en douane à Papeete en

septembre 2018).

Le basculement en service opérationnel de la totalité de la télésurveillance du système TELSITE au système

TELSITE2 a été effectué fin août 2018.

Pour rappel, en 2017, les actions de maintenance curatives et préventives avaient été limitées au strict

besoin en raison des ressources míses en æuvre pour I'installation du système TELSITE2. Les travaux pour

la mise en place de la nouvelle instrumentation avaient entrainé la déconnexion temporaire de deux

capteurs de TELSITE : la statíon GPSI de mi-mars à début avril lors de la réfection de la digue Charlie-Delta

et la station sismique en zone Edith en raison de la coupure du câble d'alimentation par des engins de

travaux fin septembre.

7. Bilan de la surve¡llance de I'atoll de Rangiroa pour I'année

2018

Afin de comparer les observations recueillies à Moruroa avec des observations de mêmes types réalisées

sur un atoll à un stade d'évolution géologique naturelle comparable et n'ayant pas été sollicité par des

expérimentatíons nucléaires souterraines, Rangiroa avait été identifié. La surveillance mise en place sur cet

atoll avait pour objectif de mesurer dans un premier temps des éventuels relâchements de contraintes dans

des secteurs du platíer présentant une fracturation, et ce à l'aide de moyens analogues à ceux mis en æuvre

en surface à Moruroa.


65

Un suivi plus complet avait été envisagé si des indices d'évolution géomécanique appa raissaient ; les

indices d'évolution étant toujours restés extrêmement limités, il n'a jamais été mis en place. Les objectifs et

l'instrumentation de ce système, ainsi que I'ensemble des bilans réalisés depuis sa mise en place en 2003

sont présentés en annexe 4 (page 79)

Rangiroa a ainsi fourni une référence sismologique depuis 2003. Au cours des seize années d'analyse de

données à partir des stations sismiques de surface, l'occurrence d'événements est restée très faible et les

indices d'évolution extrêmement limités (cf. annexe 4 page 79). En l'absence d'observation d'une évolution

de sismicité comparable à celle de Moruroa, le suivi de cet atoll en tant que référence dans le cadre de la

surveillance géomécanique des anciens sites d'expérimentation est interrompu. Le bilan pour I'année 2018

est donc le dernier présenté.

7.1. Bilan de Ia surueillance de l'atoll de Rangiroa pour 2018

Aucun relâchement de contraintes ni éboulement n'a été enregistré à Rangiroa sur la période de disponibilité

des signaux. Aucune sismicité, aucun éboulement n'ont été détectés dans la zone 14.0'5-15.7'S, 146.9'W-

148.3'W.

La disponibilité des signaux de la station VAH a été de 97%, celle de PMO de 98%.

La maintenance annuelle des stations PMO et VAH a eu lieu du 26 au 29 mars 2018. Le changement des

panneaux solaires a été effectuê du 12 au 14 juillet.

7.2. Conclusion pour Rangiroa

Depuis la création de la station en 2002, un éboulement probable, détecté en juillet 2005, ainsi qu'une

séquence de quelques petits relâchements de contraintes en août 2007, ont été détectés par la

station PMOR. Deux événements d'amplitudes plus importantes ont toutefois été détectés, I'un en

2009, l'autre en 20'14.lls confirment que des événements sismiques peuvent se produire sur d'autres

atolls que les anciens sites d'expérimentations, mais avec une très faible occurrence. Des

événements de ce type sont les premiers observés depuis la création de la station. Aucun

événement n'a été observé en 2011,2012,2013 et de 2015 à 2018. En regard, I'activité sismique

détectée à Moruroa reste faible mais avec une occurrence d'évènements plus élevée.

Gonformément à I'avis mentionné dans le guide de Surveillance géomécanique des sites (document

mis à jour en 2018), la surveillance de Rangiroa en tant qu'atoll de référence ne sera plus présentée.

CEA/DAM/DM NP/95/20 1 g/DO66

8. Conclusion générale

Le système de surveillance TELSITE2 a succédé, fin août 2018, à TELSITE qui était opérationnel

depuis 1996. Le bilan de la surveillance géomécanique de Moruroa repose, pour I'année 2018, sur les

deux systèmes : TELSITE de janvier à fin août et TELSITE2 de septembre à décembre. lls ont permis

d'assurer un suivi continu sur toute l'année. Ce changement de système s'est accompagné d'une

redéfinition des secteurs de répartition de la micro-sismicité.

Les mesures effectuées permettent de classer le niveau d'évolution géomécanique de Moruroa au

niveau 0 de l'échelle des risques.

Globalement, I'ensemble des mesures, toutes inférieures ou de niveau comparable aux valeurs de

références observées juste après la dernière campagne d'essais de 1996, indique une faible

évolution géomécanique des atolls de Moruroa (zones Nord-Est et Sud-Est) et de Fangataufa.

À t¡tre de comparaison, aucune évolution géomécanique n'a été observée sur l'atoll de Rangiroa en

2018. En I'absence d'évolution de sismicité comparable à celle de Moruroa à partir des données

disponibles, le suivi de cet atoll ne sera plus présenté dans les futurs bilans.


67

ANNEXE 1 - Exemples de signaux sismiques

Des signaux représentatifs de relâchement de contraintes enregistrés par les deux systèmes TELSITE et

TELSITE2 sont présentés sur les figures ci-dessous : ils montrent un évènement détecté en zone Gisèle le

l0 avril 2018 à'1 t h18 TU.

0 00,20 @H¿)

PKII GEO.V(l 00,20,00Hd

PKôPGEO.V(¡ 00,20,00H,

tLP 6EO.V(l @,20 00HÐ

¡ßu co-v(1,00,20 00Hz)

P(sP GEO.V(t 00, z0 0o H¿

shP GEO-V(L OO, æ @Hd

5t5 GeO-V

0,00, æ 00 Hd

(5ed)

PKLOGEO.V

(l 00, æ 00HÐ

(1 00r 20,@HÐ

DNCP Z

(l 00,20 00H¿

(1,@, ¿o @ Hd

llitA:50llrlS:30

Figure 42 : Composantes verticales enregistrées par les stations du système TELSITE. lors du relâchement de

contrainte détecté en zone Gisèle le l0 avril 2018 et particulièrement mis en évidence par la station en

profondeur en zone Françoise FRAP (signal surligné en jaune et zoom reporté en haut).

mr !,@ æ,00 1

Llrrar$ 1L6r{ LttlAÁ2 iì. ll,r1a

IL13:S

m0hHzmr LmÐù01

Ð¡0ÆRr 1,@Ð001

&s0HzFR: I.il æ,m !

¿cso H¿üi r.û0 Ð.oo I

ùæ4?FRr lmÐ,00I

æezFR) 1,@ æ 00 L

EffiHZ

NOffiR:L{0Ð001

ÐINEZ4: 1.00 20.00 1

Figure 43 : Composantes verticales enregistrées par les stations du système TELSITE2 lors du relâchement de

co-ntrainte détecté en zone Gisèle le 10 avril 2018 et particulièrement mis en évidence par la station en

profondeur en zone Françoise 2FRAP (signal surligné en jaune et zoom reporté en haut).

'clrìy','


ANNEXE 2 - Analyse de la sismicité en termes d'énergie

Afín d'examiner l'évolution temporelle des niveaux de magnitude de la sismicité de manière continue sur

toute la période d'enregistrement couverte par les systèmes TELSITE et TELSITE2, une magnitude locale

M¡ est calculée pour chaque évènement (cf. $3.1.3). Une analyse en termes d'énergie libérée est par ailleurs

réalisée pour mettre plus distinctement en évidence la contribution des évènements de plus forte magnitude.

L'énergie sismique libérée lors d'un événement sismique est calculée par la relation

E = 5.10-5 Mo (Kanamori, 1977)

où E est l'énergie en erg et Me le moment sismique en dyne.cm, déduit de la relation

log (Me) = 16,3 + 1,39 Mr (Thatcher et Hanks, 1973)

où Mr est la magnitude locale.

(1)

D'autres relations existent pour I'estimation de l'énergie libérée, exprímée notamment à partir de la

magnitude de surface :

log (E) = 11,8 + 1,5 Ms (Gutenberg-Richter, 1956) (3)

où Ms est la magnitude de surface (i.e. calculée à partir des ondes de surface).

La relation (3) n'est toutefois pas utilisable telle quelle pour de faibles séismes enregistrés à distance

proche. La magnitude de surface M5 sera assimilée à la magnitude locale, Mr. La magnitude M¡ est ici

calculée à partir des amplitudes déterminées par le système automatique et peut donc différer légèrement

des valeurs de magnitudes issues d'analyses plus précises.

Les deux formulations (1) et (3) conduisent à des résultats très similaires ;,à titre d'exemple, le cumul des

énergies, appliqué à la zone Françoise de 1997 à2017, est compris entre 1,6 1011 et 5,6 1015 ergs avec la

relation (l) et entre 9,0 1010 et 5,4 1015 ergs avec la relation (3). La relation (1) de Kanamori (1977) est

utilisée dans I'analyse en termes d'énergie présentée dans ce bilan.

Bibliographie

Gutenberg B. and C.F. Richter, Earthquake magnitude, intensity, energy and acceleration, Bull. Seismol.

Soc. Am., 46,105-145, 1956.

Kanamori H., The Energy Release in Great Earthquakes, J. Geophys. Res., VOL. 82, NO.20., 1977.

Thatcher. W., Hanks, T.C., Source Parameters of Southern California Earthquakes, VOL. 78, NO. 35, J.

Geophys. Res. Dec.10,'1973.

(2)


ANNEXE 3 - Gampagne topographique périodique 2014

Synthèse des résultats

t Rappel du contexte

Dans le cadre des campagnes de relevés spécifiques à une échelle plus globale que celle fournie par le

réseau TELSITE, une campagne topographique a été réalisée à Moruroa et Fangataufa en 2014. Elle s'est

déroulée en deux parties sur l'atoll de Moruroa, du 30 avril au 5 mai et du 19 mai au 16 juin, et du 5 mai au

19 maisur I'atollde Fangataufa.

Les résultats ont fait I'objet, en décembre 2014, d'un rapport par le prestataire qui a réalisé la campagne

pour le CEA. Les résultats ont été ensuite analysés dans un rapport établi par le CEA en juillet 2015. Les

principales conclusions de l'évolution entre les deux périodes, 2007-2001 et 2001-1996 ont été reportées

dans les précédents bilans. Pour ce qui concerne la période 2014-2007 , elles sont reportées ci-dessous.

Mesures topographiques en zone Nord de Moruroa

Planimétrie dans la paftie interne (platier)

Les mesures de planimétrie effectuées sur le platier dans la partie interne de la couronne (Figure 44),

indiquent que les déplacements les plus importants se situent, comme habituellement observés, en zone

Camélia. Les valeurs des modules des vecteurs de déplacement moyens annuels sont en légère réduction

par rapport à la période 2007-2001 (dans la zone comprise entre les PK6N et PKSN). Les valeurs de

déplacements moyens annuels maximaux sont de l'ordre de 4,5 mm/an au niveau des piliers TOPO13 et

TOPO2S, ce qui reste faible. Dans les zones lrène et Françoise, les déplacements horizontaux moyens

annuels sont de I'ordre de la résolution de mesure en moyenne (-1 mm/an). lls ne montrent pas d'évolution

significative par rapport à la période 2007-2001. Ces valeurs sont cohérentes avec les données GPS

TELSITE dans ces zones.

Planimétrie dans la paftie externe (digues)

Les mesures de planimétrie effectuées dans la partie la plus externe de l'atoll vers I'océan (à partir des

piliers jalons situés en extrémité des digues), n'indiquent pas de changement de tendance significatif par

rapport à la période précédente. Les déplacements les plus importants se situent comme habituellement

observé, en zone Camélia, au niveau des piliers BRAVO, CHARLIE, DELTA et du jalon léger 6C. La valeur

maximafe du module du vecteur de déplacement moyen annuel est de I'ordre de 6,7 mm/an au niveau du

pilier jalon CHARLIE, du même ordre de grandeur que pour la précédente période (6,9 mm/an). L'évolution

en surface est en limite de la résolution de mesure en zone lrène (PK4N-PK6N), et légèrement au-dessus

du bruit de mesure en zone Françoise.


Nivellement sur Ia route

Les mesures de nivellement effectuées sur les repères situés sur la route montrent un ralentíssement global

des déplacements verticaux moyens annuels en zone Nord de Moruroa sur la période 2014-2007 par

rapport à la période 2007-2001(Figure 45). Le ralentissement est, en moyenne, de I'ordre de 40% entre les

points kilométriques 8.05N et PK10.65N. Le déplacement vertical maximal moyen est de -3 mm/an au

niveau du PK8.1N, valeur cohérente avec les données de la station GPS ALPHA du système d'acquisition

continue TELSITE.

En dehors de cette zone, les évolutions des déplacements verticaux observés sont insignifiantes en zone

IRENE, et très faibles en zone Françoise (du PK10.5N au PK13.5N).

Nivellement sur les dÍgues

Les mesures de nivellement effectuées sur les repères présents sur les digues font apparaître une tendance

à un ralentissement global. ll est de I'ordre de 40% en moyenne pour les digues de Echo à Mike, avec un

maximum de l'ordre de -5 mm/an (pilier jalon CHARLIE), (Figure 46). Les mesures n'indiquent aucune

évolution en zone lrène (digues lndia à Golf) et au niveau de la digue Kilo en zone Françoise.

Fracturation

Le relevé de fracturation dans le secteur PK6N-PKBN ne montre pas d'évolution (Figure 47). Ce relevé aété effectué à pied, dans le secteur Camélia, et ne concerne que la zone émergée.

Résulúafs en zone Nord

Les mesures de surface effectuées par topographie classique et GPS sont concordantes en planimétrie et

en nivellement, et cohérentes avec les données du système TELSITE.

Les mesures ne font apparaître aucune évolution notable dans la zone lrène. Les mouvements de

planimétrie dans cette zone sont en limite de la résolution de mesure.

Les mesures de nivellement et de planimétrie en zone Nord de Moruroa montrent que c'est en zone Camélia

que les mouvements de surface restent prépondérants et perceptibles, en particulier autour de la zone du

PKSN et à I'extrémité de la digue Charlie-Delta. Les vitesses de déplacement restent cependant faibles.

Elles sont inférieures à 7 mmlan et cohérentes avec les données TELSITE.

CEA/DAM/D MN P/95/20 1 g/DO

71

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cI

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TM'I)

ffi

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ffi

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ffi

B

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Figure 44 : Vecteurs déplacements planimétriques des piliers topographiques et des piliers jalons entre 2007 et2014 (flèches bleues, agrandissement x 50000) relevés par topographie classique après recalage de lapolygonale princípale. Les traits verts indiquent les limites hypothétiques des zones en mouvement.

ZANE N

f

,a

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d0f -2Û1¡l

ts +

l-Á.GoE

+

+. tu¡ntælFpo !

Lfuende++

- kil¡es É&zffißeÉ¡WEmr*.

f crnOÉ onl: ----------Þ


+Vitesse 2014-2007 (mm/an)

-+Vitesse 2007 -2001 (mm/an)

*-+-Vitesse 2001 -1 996 (mm/an)

14

Point kilométrique zone nord

10 I 24b12

-10

Figure 45 : Résultats de nivellement le long de la route Nord. Comparaison des écarts des déplacementsmoyens annuels verticaux (<< vitesses > en mm/an), sur les périodes 2014-2007 (en rouge), 2007-2001 (en bleu) et2001-1996 (en vert).

2

o_ (tt0Eo-oo-_.) o.

doo=-4õ=o

^f-bc,o)

3-8É

f

K\to ¡¡rtg Nd..¡roJ'.Éþñ s$ 6Ñ ,^óÉt \No\r

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cc)EoO(ú

o-.o

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ou,U)c)

-2

-4

-6

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L0

-1.2

Figure 46 : Résultats de nivellement des digues de la campagne 2014. Gomparaíson des écarts de déplacementsmoyens annuels associés, notés << vitesse >, des repères situés sur les digues entre les périodes 2014-2007 (enrouge),2007-2001 (en bleu) et 2001-1996 (en vert). lls montrent une décroissance générale des vitessesd'environ 40% entre les périodes 20'i'4-2007 et2007-2001, ainsi qu'entre les périodes 2007-2001 et 2001-1996pour les digues de Echo à Míke.

J

-> Vitesse 207412007 (mm/a n)

<-Vitesse 2OO7 1200t (m m/a n)

-f- Vitesse 700I\996 (m m/a n)

F

M

Vitesses


73

f22s55

122855

123252

123355

Légen(le

o Rspère Topoqraph¡que

' pk poirt

' Pointrolwé-Ouverture

Route

-

ugne de frâcturatlon

Mur

ECll0a

- ì-H'XÏRAt

12ljj85

Icml

27 ftnt

ECHOtt713(cn)

(cnl

10 5 0 'l0lvlètres

Figure 47 : Vue globale (en haut) et détail (en bas) de la fracturation relevée en 2014, à pied sur le plat¡er, dans lesecteur Gamélia. Les chiffres portés sur la f¡gure du bas indiquent les valeurs des ouvertures en cm.

I Mesures topographiques en zone Sud-Est

Les mesures de planimétrie effectuées par topographie classique (Piliers jalons PJ45 et PJ67) et GPS

(Piliers topographiques VIVIANE et SIMONE) sont de I'ordre de la résolution des mesures (< 1 mm/an). Les

mesures de nivellement effectuées du PK3.9S au PK9.2S (Figure 48), montrent une évolution résiduelle

faible, avec une valeur du déplacement moyen annuel maximale de -1 mm/an (PK5.6S), en réduction de 40

o/o pàt rapport à la période 2007-2001, du PKS.7S au PK9.2S. Le déplacement vertical maximum cumulé

depuis 1988 sur cette portion de la zone Sud-Est est de 5,6 cm. llse situe au PK6.2S.

CEA/DAM/DM N Pi95l20 1 g/DO74

4

Point kilométríque zone Sud

s67 8 9 10

-2

Figure 48 : Nivellement en zone Sud - Comparaison des écarts de déplacements moyens annuels (notés"vitesse") en mm/an sur les périodes 2014-2007 (en rouge), 2007-2001(en vert) et 2001-1996 (en gris).

¡ Mesures topographiques à Fangataufa

Les mesures topographiques effectuées à Fangataufa (Figure 49) sont conformes aux prévisions de

ralentissement très net de l'évolution après 1996, notamment dans les zones Nord et Nord-Est (séries KILO

et FREGATE, Figure 50 et Figure 51). Elles ne révèlent pas d'évolution significative du platier depuis la

période 2007-2001, dans la limite de la précision des mesures.

Figure 49 : Carte du réseau topographique de Fangataufa. Triangles bleus : piliers de la polygonale principale.Triangles rouges : piliers jalons.

3

3

ãu)Ëo

oC^ foãË>Â='d¡ EE- 0ottottt^g-1

o Vitesse 2OI4-20O7 (mm/an)

I Vitesse 2æ7-2æ1, (mm/an)

À Vitesse 2æI-7996 (mm/an)

^¡^

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PILIERS fOPOS

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CEA/DAM/D MN P/95/20 1 g/DO

75

EVOLUTION DE FANGATAUFADéplacement des PILIERS JALONS en zone KILO

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+FREGATE 2

+FREGATE 3

1987 1991 1995 1999 2003 2007 2011 2015

Figure 50 : Evolution cumulée du déplacement des piliers en zone Kilo situés sur le platier à Fangataufa entre1988 et 2014. L'interruption pour les piliers jalons KILOI et KILO4 marque I'absence de mesure en 2001. Lesbarres verticales représentent les erreurs lorsqu'elles sont disponibles.

EVOLUTION DE FANGATAUFADéplacement des PILIERS JALONS en zone FREGATE

1987 1991 1995 1999 2003 2007 2011 2015

Figure 51 : Evolution cumulée du déplacement horizontal des piliers en zone Frégate situés sur le platier à

Fangataufa de 1988 à2014. L'interruption pour le pilier jalon FREGATE3 marque l'absence de mesure en 2001.Les barres verticales représentent les erreurs lorsqu'elles sont disponibles.

t Bilan de la campagne topographique 2014

Le Tableau I présente une synthèse des résultats obtenus pour l'ensemble des mesures effectuées à

Moruroa et à Fangataufa issues de la campagne2014.

Pour I'ensemble des points, les déplacements moyens horizontaux calculés sur la période 2007-2014 sont

équivalents en zone externe vers I'océan de I'atoll, à ceux de la période précédente(2007-2001). lls sont en

légère réduction pour la zone interne (platier).

I

C EA/DAM/D M N P/95/20 1 g/DO76

Les déplacements horizontaux, maximaux, observés pour chaque type de mesure, restent, en moyenne

annuelle sur la période2014-2007, inférieurs à7 mmlan (zone Nord).

Les mesures de nivellement indiquent un ralentissement significatif entre les deux périodes tant pour les

déplacements mesurés sur la route que pour la partie située en zone externe (digues).

Les mesures de surface, tant en planimétrie qu'en nivellement, montrent que les mouvements les plus

importants sont localisés, comme habituellement observés, dans la zone Camélia, en zone Nord de

Moruroa.

Les mesures de planimétrie en zone Sud ne montrent pas d'évolution significative. Elles restent très faibles

en nivellement (-1 mm/an).

Les mesures ne révèlent pas d'évolution significative à Fangataufa.

Domaine Type demesures

Vrtesse maximale dedéplacement (mm/an) Tendance

d'évolution entre2007 et2014

Pointd'observatíon

du déplacementmaximal

Zone associéeau

déplacementmaximal2041.2007

MORUROAZONE NORD

Planimétrieplatier 5,2 4,5 Légère réduction Piliers TOPO25

et TOPO13Camélia

Planimétriezone externe 6,9 6,7 Pas d'évolution Pilier jalon 6C Camélia

Déplacementsverticaux

route-4,1 -3

Ralentissementsignificatif PK 8.05N Camélia

Déplacementsverticauxdigues

-9,9 _Á Ralentissementsignificatif Repère JN08

Camélia(extrémité digue

Charlie)

MORUROAZONE SUD

Planimétrie <1 <1 Non significatif

Nivellement -1,5 -1Ralentissement

significatif PK 6.2S Simone

FANGATAUFA

Planimétrieplatier <1 <1 Non significatif

Planimétriezone externe

<3 <3 Non significatif Piliers jalons Hotell etPingouin

Tableau I : Synthèse des résultats issus des mesures de la campagne topographique 2014.


77

r Gonclusion pour la campagne topographique 2014

Les résultats issus de la campagne topographique 2014 sont en accord avec les données de surface

mesurées en continu par le système TELSITE sur llatoll de Moruroa.

Comme par le passé, les résultats de la campagne topographique 2014 indiquent que les mouvements de

surface à Moruroa se manifestent principalement au centre de la zone Camélia. L'évolution entre 2007 et

2014 montre que les déplacements annuels moyennés sur la période 2007-2014 restent faibles, en

réduction pour les mouvements verticaux. Les mouvements horizontaux sont en légère réduction pour la

partie interne située sur platier. Les mouvements de surface sont minimes à la périphérie de la zone

Camélia confirmant ainsi I'absence de modification des enveloppes de glissement. Ces informations

confortent les prévisions d'un ralentissement global progressif des déplacements en surface au centre de la

zone Camélia.

Les mesures ne révèlent pas d'évofution sígnificatíve à Fangataufa.

I lnterprétation

Ces résultats d'évolution, déduits de I'ensemble des mesures du système continu TELSITE et de la

campagne topographique 2014, sont compatibles avec l'interprétation issue de l'étude de l'évolution

géomécanique de l'atoll de Moruroa qui faisait ressortir les conclusions suivantes :

Les trois zones présentent des mouvements lents en profondeu (Figure 52 a, b, c). Jusqu'à fin

2004, avant le blocage du FIL 10.45, les mesures indiquaient les vitesses de déplacements en

profondeur les plus notables dans la zone Fra,nçoise.

En surface, c'est en zone Camélia, zone très fracturée, que les mouvements sont les plus notables

(Figure 44), et touchent la partie émergée. Le mécanisme global en profondeur interagit avec des

mouvements plus superficiels de blocs rocheux.

En zone lrène, le mouvement intéresse une partie immergée des masses carbonatées situées au-

delà de la limite marquée par les fractures externes sous-marines (Figure 52 c).

'a

C EA/DAM/DM N P/95/20 1 g/DO78

a) Zone FranÇoiseFILs

Lirntte de 7a

.E,]nE err

r¡touvemerrtmÊ']nflue

Zøne de morerrær:lenpr+fúfide1tt

b) InclinomÈtres Zone Camélia

Basculement

FILs

Zane de mouvemerrlenpr+lonrlew

c)FILs

Zone lrène

Zone de rnoure ntexlerne

Figure 52 : Schéma du mécanisme de déformation des zones en mouvement Françoise (a), Camélia (b), lrène (c).Les deux petits traits rouges horizontaux sur I'inclinomètre de la figure b) schématisent l'épaisseur de terraindans laquelle sont répartis les inclinomètres du système TELSITE.

$

C EA/DAMiD M N P/95/20 1 g/DO

79

ANNEXE 4 - Bilan de la surveillance de I'atoll Rangiroa de

2003 à 201 I

Objectifs de Ia surveillance et instrumentation à Rangiroa

Afin de disposer d'éléments de comparaison avec un atoll n'ayant pas été sollicité par des expérimentations

nucléaires souterraines, il a été décidé d'instrumenter un site de référence.

Ce site doit présenter le maximum de similitudes géologiques avec l'atoll de Moruroa afin de pouvoir

observer et mesurer des paramètres comparables. Dans l'analyse des phénomènes morphologiques et

structuraux, on doit s'attacher à différencier les phénomènes associés à une réelle activité géomécanique de

ceux associés aux effets de cyclones et tempêtes, tels les blocs cyclopéens présents sur certains atolls. Les

critères de sélection, de similitude et description géomorphologique, ont amené à choisir I'atoll de Rangiroa

(Figure 53).

Figure 53 : Carte de la région de Rangiroa.

Sur I'image SPOT de Rangiroa donnant un aperçu de la configuration de I'atoll (Figure 54), est reportée

l'implantation des sites remarquables ou instrumentés. Des photographies prises sur site (exemple sur la

Figure 55) permettent d'apprécier la morphologie du platier.


Compte tenu des contraintes logistiques et du besoin d'étayer l'analyse de similitude avant d'envisager une

instrumentation plus lourde, l'action a été limitée à une adaptation des stations de surveillance sismique

existantes de Rangiroa. La préparation du génie civil a été réalisée fin 2001 et la mise à hauteur des

systèmes a été réalisée en mars 2002.

Cette adaptation de I'instrumentation de Rangiroa avait pour objectif d'atteindre des capacités de détection

et de caractérisation proches des stations de surface à Moruroa. Pour ce faire, la station PMO (ou PMOR) a

été déplacée vers la côte pour se rapprocher du secteur fracturé au nord-ouest de I'atoll.

Cette station a été équipée de sismomètres de surface à trois composantes. Comme la station VAH au Sud,

la fréquence d'échantillonnage de PMO a été accrue et passée à 100 Hz. Le système de transmission local

avec le village d'Avatoru a été remplacé par un système numérique - pour PMO via un relais à son ancien

emplacement - et la centralisation locale a évolué vers une configuration standard.

Avatoru

Centralisation locale

Station PMO

déplacée

Zone

Nord-Ouest

Zone Sud

\ :.rqJ+

Station VAH

Figure 54 : lmage SPOT de Rangiroa avec la position des sites et des deux stations existantes. Au nord-ouest,une portion de I'atoll de Tikehau est visible.


81

Figure 55 : Photographie aérienne, prise en 1981, du platier en zone Nord-Ouest de Rangiroa.

t Bilan de la sismicité de janvier 2003 à fin 2018

Quelques séismes localisés en bordure du plateau des Tuamotu et de magnitudes comprises entre 0,5 et

3,1 ont été détectés par le RSP (Réseau Sismique Polynésien) sur la période2003-2017. Le séisme le plus

proche est situé à plus de 45 km de la station de PMOR.

2003,2004: aucune activité sismique n'a été détectée

2005 : un signal détecté uniquement sur la station PMOR (le 1er juillet 2005), d'une durée de 13

mínutes, et interprété tout d'abord comme une onde T, a été révisé : il s'apparente à un petit

éboulement ou à des chutes de blocs détachés des flancs de I'atoll, événement de nature telle qu'on

peut en observer à Moruroa (un événement du même type avait été détecté en zone Camélia le

1910312006). Dans le cas de Rangiroa, il s'agit du premier événement local détecté depuis la création

des quatre stations installées en 1967. Son amplitude est cependant très faible (0,16 pm/s crête à

crête). ll n'est détecté que par une seule station et il n'est donc pas possible de le localiser.

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o 2006 : aucune activité sismique n'a été détectée


o 2007 : fait très exceptionnel, une vingtaine de microséismes ont été détectés sur la station de PMOR

entre le ler août et le 25 septembre 2007 (Figure 36), ceci n'était jamais arrivé depuis I'existence de la

nouvelle station de PMOR. Visibles sur une seule station (PMOR) ces événements sont très

ditficilement localisables. lls sont situés tout au plus à 1 kilomètre de la station de PMOR.

La séquence a démarré par une douzaine d'événements entre le 1er et le 3 août, suivie de quelques

relâchements de contraintes (RC) isolés les 4, 12, 17 août, puis les 7 et 14 septembre. La séquence

s'est terminée par une (( rafale > finale d'une dizaine de relâchements de contraintes en deux

séquences le 25 septembre (Figure 56).

Tous ces relâchements de contraintes ont des formes d'onde très similaires, et proviennent donc d'une

source commune et ponctuelle. Les plus forts événements ont eu lieu le 2 aoûl et le 25 septembre

2007, avec des amplitudes très faibles (souvent inférieures à 1 nm, la plus forte est de 20 nm).

Les relâchements de contraintes finaux en petites rafales (Figure 36) s'étalent sur deux minutes entre

13h42 et 13h44 TU (soit 03h42 en heure locale). Les ondes Pg sont difficilement observables, car de

faibles amplitudes, et donc seules les ondes Sg sont nettement visibles. Le filtrage optimal pour une

meilleure visualisation se situe dans la bande 13 - 12 Hzl.

o 2008 : aucune activité sismique n'a été détectée.

2009 : un événement sismique local de type relâchement de contraintes a été détecté sur la station

PMOR le 21 mars 2009 (ll est localisé à environ 1 à 2 km dans une direction Nord-Est ou Sud-Ouest de

la station). Cet événement, d'amplitude environ l0 pm/s (Figure 57), montre que des événements

sismiques semblables à ceux observés à Moruroa sont susceptibles de se produíre sur d'autres atolls.

o 2010: aucun séisme n'a été localisé dans le rectangle rouge indiqué sur la carte de la Figure 39. Aucun

éboulement n'a été détecté sur PMOR ou VAH. Cependant, trois événements proviennent sans doute

de cette régíon :

- Le 7 juillet 2010, th42 UTC : un faible signal sur PMOR est observé, avec une différence S-P de

9,32 secondes (soit environ 90 km de distance), absent de VAH et des stations de Tahiti. ll s'agit

probablement d'un séisme localisé au nord de Rangiroa.

- Les 18 octobre 2010, 18h32UTC, et22 octobre 2010,8h56 : dans les deux cas, un très faible

signal sur PMOR est observé ; sa nature sismique est douteuse, il peut s'agir d'un bruit voisin de la

station.

o 201',,2012, 2013 : aucun événement n'a été détecté à Rangiroa.

o

C EA/DAM/D M N P/95/20 1 g/DO

83

Figure 56 : Première séquence de la rafale composée de huit petits événements microsismiques le 2510912007vers 13h41 sur la station PMOR (en haut): les amplitudes des ondes Sg ne dépassent pas 4 nanomètres; lesondes Pg sont à peine visibles. La durée individuelle d'un microséisme est d'environ 3,5 s. Les autres tracés (enbas) représentent les signaux sismiques enregistrés par I'ensemble des stations du Réseau SismiquePolynésien (RSP).

PMOF CPlN100 Hz

¡/03/2009

PMOF CP]E100 Hz

ã /03/?m9

PMon f,P1Zl00H¿

21tßtzw

7r l4hllffi l{hl3mß l4hl3rn50È l4hl3dl! l4hrlf,'52s i4hlim53s l¡nlä*S¿" l1hl3ffi

Figure 57 : Signaux de l'événement sismique détecté le 2110312009 à Rangiroa par la station PMOR.

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PúAF CPIZ(3 12H¿

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€ 12H4

C EA/DAM/DM N P/95i20 I g/DO84

o 2014: Durant I'année 2014,|a station PMOR est restée indisponible pendant 57 jours.

- Sur la période où les enregistrements étaient disponibles, un relâchement de contraintes a été

détecté le 16 août 2014, à 21h53m59 TU, sur la station PMOR (côte Ouest) uniquement (Figure 58).

La station VAH, au sud de l'île, fonctionnait mais n'a enregistré aucune phase.

- ll a été possible de pointer une phase Pg et une phase Sg sur PMOR, avec un écart de temps

interphase de 0,09 s.

- Les mesures effectuées sur les trois composantes de PMOR donnent une valeur d'azimut de 23"

par rapport au nord et une incidence de 89' par rapport à I'horizontale. Ces observations permettent

de déterminer qu'il s'agit d'un événement localisé à proximité immédiate, légèrement au nord-est de

la station PMOR, à environ 600-800 mètres de profondeur.

- L'amplitude O-crête maximum mesurée sur la composante z est de 28 ¡rm/s, du même ordre de

grandeur que les amplitudes des événements microsismiques enregistrés à Moruroa.

- Aucune réplique de cet événement n'a été détectée.

2015:Aucun relâchement de contraintes ni éboulement n'a été enregistré à Rangiroa sur la période de

disponibilité des signaux. Aucune sismicité n'a été détectée dans la zone 14.0'S-15.7'S, 146.9'W-

148.3'W.

En raison d'une rupture du câble de l'antenne hertzienne en tête de pylône, la disponibilité des signaux

de PMO en 2015 a été de 57 %. Celle-ci a été réparée par une société spécialisée pendant la mission

de diagnostic de l'état des pylônes du 1er juin au 4 juin 2015. Les données sismiques de la station PMO

sont reçues régulièrement depuis le mois de juin. La disponibilité de la station VAH a été de 91 %.

_/! \^ ,-r- ^

PMOB CF1Z100 Hz

tE/DE/20t4

21

PMDII CPlE100 H¡

1Ëtî812014

l00llD400005000060000

PMOF ÙF1Nl0o Hz

tÈ/oF/201 n

t5000

tûû00

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'i0úrl10000

1500û

l0û00

250ú0

Figure 58 : Signaux de l'événement sismique détecté |e 1610812014 à Rangiroa par la station PMOR.


85

2016: Aucun relâchement de contraintes ni éboulement n'a été enregístré à Rangiroa sur la période de

dísponibilité des signaux. Aucune sismicité n'a été détectée dans la zone 14.0"S-15.7"S, 146.9'W-

148.3"W.

La disponibílité de la statíon VAH a été de 92%, celle de PMO de 620/o. Le mauvaís fonctionnement de

la station PMO était dû à un raccord de câble d'antenne défectueux au pied du pylône à proximité de la

station. Suite à une mission de maíntenance et de dépannage sur VAH et PMO le 24 janvier 2017, la

réception des signaux est revenue à la normale.

Par ailleurs, une mission lourde de rénovation des infrastructures a permis la remise en état de I'abri et

de la cave sismique de la station VAH qui étaient très dégradés : I'abri qui n'était plus fonctionnel a été

enlevé; la buse sismique a été remplacée par une cuve étanche en polyéthylène scellée au béton et

recouverte de sable. Le capteur est ainsi mieux protégé de I'humidité, des dégradations animales et des

variations de température.

o 2017 :Aucun relâchement de contraintes ni éboulement n'a été enregistré à Rangiroa sur la période de

disponibilité des signaux. Aucune sismícité, aucun éboulement n'ont été détectés dans la zone 14.0"S-

1 5.7'S, 1 46.9"W -1 49.3'W.

La disponibilité de la station VAH a été de 620/o, celle de PMO de 86%. Le moindre taux de la station

PMO reflète de nombreuses courtes coupures à partir du deuxième trimestre jusqu'au 14 décembre,

tandis qu'au premier semestre, son fonctionnement a été satisfaisant. Concernant la station VAH, la

coupure la plus longue a duré 21 jours el22 heures à partir du 3 janvier ; d'autres brèves coupures

(moins de 3 jours) se sont réparties au long de I'année.

L'entretien annuel de la station PMO a eu lieu en mai. Pour remédier à la dégradation de la disponibilité

de la station VAH, trois missions ont été menées. La première, du 22 au 25 août, a permis de

diagnostiquer que I'antenne disposée sur le pylône TDF d'Avatoru était désaxée et que sa fixation était

détériorée. Elle a été refixée grâce à I'intervention d'un pyloniste agréé du2au 4 octobre;son câble a

également été changé. Lors de la troisième mission, du 14 au 16 décembre, elle a été réorientée vers

VAH par le pyloníste. Des cocotiers quífaisaient obstacle à la transmission ont également été abattus à

proximité de la station VAH. Cette intervention a permís le rétablissement des transmissions

hertziennes. L'entretien annuelde la station a été réafisé.

o 2018: Aucun relâchement de contraintes ni éboulement n'a été enregistré à Rangiroa sur la période de

disponibilité des signaux. Aucune sismicité, aucun éboulement n'ont été détectés dans la zone 14.0"S-

1 5.7'S, 1 46.9"W -1 49.3"W.

La disponibilité des signaux de la statíon VAH a été de 97Yo, celle de PMO de 98%.

La maintenance annuelle des stations PMO et VAH a eu lieu en du 26 au 29 mars 2018. Le

changement des panneaux solaires a été effectué du 12 au 14 juillet.

¿

Documents

SURVEILLANCE DES ATOLLS DE MORUROA ET DE …...2.1. Suivi continu de I'évolution de Moruroa 2.1.1. Le système TELSITE Le suivi continu concerne Moruroa où les effets des expérimentations