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Le CERN à l’écoute des vibrations

Le CERN vient de se doter de trois stations sismiques pour suivre les vibrations du sol et leur impact sur le LHC

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CERN is keeping its ear to the ground

Les capteurs sismiques du CERN ont enregistré le séisme de magnitude 3,3 qui a touché la région de Chamonix le 20 mars dernier. (Image : Service Sismologique Suisse)

Au printemps 2018 débuteront les premières activités de génie civil dans le cadre du projet LHC haute luminosité (HL-LHC) : deux nouveaux puits seront excavés autour d’ATLAS et CMS (points 1 et 5 du LHC), qui donneront accès à de nouveaux tunnels autour de ces expériences. Des travaux d’une telle envergure nécessitent une préparation minutieuse pour éviter tout impact sur l’opération du LHC.  

Afin d’évaluer les possibles conséquences de ces travaux sur la stabilité du tunnel du LHC et de ses équipements, qui sont extrêmement sensibles aux vibrations du sol, l’équipe du laboratoire de mesures mécaniques du groupe EN-MME a donc mis en place trois stations sismiques : deux en souterrain (points 1 et 5 du LHC) et une en surface sur le site de Prévessin. « Ces stations permettent de suivre les vibrations du sol quasiment en temps réel, explique Michael Guinchard, responsable du laboratoire de mesures mécaniques. Nous pourrons ainsi informer les équipes du LHC (BE-OP) en continu, ainsi que les équipes en charge des travaux de génie civil (SMB-SE), afin de prendre des mesures correctives si les amplitudes des vibrations présentent un risque pour l’exploitation du LHC. Par ailleurs, lorsque le HL-LHC sera en exploitation, cette surveillance sismique se poursuivra afin de pouvoir minimiser les risques sur les équipements, notamment en cas de séismes locaux de faible amplitude ou de téléséismes de plus grande amplitude. »

Station sismique installée à la surface sur le site de Prévessin. (Image : Morgane Cabon)

L’installation des trois stations sismiques du CERN présentait également un intérêt  pour le canton de Genève, qui souhaitait densifier son réseau sismique dans le bassin genevois. En effet, à travers le programme « GEothermie 2020 », le canton cherche à développer l’exploitation de l’énergie géothermique dans la région. Or les techniques actuellement employées en géothermie peuvent générer de la microséismicité de magnitude 2 à 3 sur l’échelle ouverte de Richter, ce qui nécessite une surveillance sismique approfondie lors des phases de forage profond (1 km). Le Service Sismologique Suisse (SED) a donc proposé au CERN d’intégrer ses stations au réseau de surveillance sismique suisse. « Faire partie du réseau du SED présente un réel avantage pour le CERN, souligne Michael Guinchard. À travers cette collaboration, nous avons en effet accès à des données sur tout le territoire suisse, voire même européen. Cela nous permet un meilleur suivi à toutes les échelles. Sans compter l’appui des sismologues du SED, qui nous font profiter de leur expertise ! »

Pour pouvoir intégrer le réseau sismique suisse, le CERN a néanmoins dû adapter le format de ses données sismiques : « Pour faciliter la collaboration internationale, les données sismiques du monde entier sont échangées dans le même format, appelé Mini-Seed, explique Michael Guinchard. Malheureusement, nos stations sismiques, qui ont été choisies pour leur résistance aux environnements des accélérateurs, ne produisaient pas ce format de données. Nous avons donc dû développer, en collaboration avec nos collègues du groupe EN-STI, un logiciel pour traduire nos données brutes en données Mini-Seed. » Les données sismiques récoltées au CERN sont ainsi disponibles en continu, au CERN (via Timber notamment) et dans toute l’Europe via les plateformes d’échange de données sismiques.

Station sismique installée en UL16 au point 1. (Image : Morgane Cabon)