Opération de maintenance de stations sismologiques

Le parc instrumental des réseaux de mesures sismologiques français a été modernisé et étendu depuis 2011 dans le cadre de l’infrastructure de recherche Résif-Epos, puis Epos-France en 2023. Cependant les mesures enregistrées par ces instruments de pointe (en surface ou en forage) sont néanmoins soumises à des perturbations diverses liées à la qualité du site d’installation et des pannes peuvent survenir.

Certaines d’entre elles sont réparables à distance via une armoire contrôle/commande installée sur site. Constituée d’une platine Basse Tension et d’une platine Très Basse Tension, cette armoire contient le câblage et les éléments électroniques nécessaires pour minimiser les interventions de maintenance des opérateurs sur le terrain. Développée dans le cadre du Réseau large bande permanent français (Résif-RLBP), cette armoire équipe les stations installées ou modernisées entre 2012 et 2021 et permet en effet :

• de transmettre à distance des informations techniques afin d’anticiper des défaillances et de planifier des interventions terrain
• d’intervenir à distance sur les alimentations électriques des différents appareils de la station.

En savoir plus sur l’armoire contrôle/commande

Néanmoins, certaines pannes ne peuvent être résolues à distance et nécessitent la mobilisation du personnel technique équipé de tout un arsenal d’outils mécaniques et électroniques, de pièces de rechange, câbles, etc.

Dans le nord-est de la France, le réseau est géré par l’Eost, qui opère ainsi XX stations sismologiques permanentes, réparties sur une vaste région, s’étendant de la Bourgogne et la Champagne jusqu’à l’Alsace. Ces stations sont installées sur des propriétés de particuliers ou des terrains communaux via l’établissement de conventions. En tant que responsable technique de ce parc important de stations, Hélène Jund est amenée à se déplacer chaque semaine sur le terrain en compagnie d’un.e ou plusieurs collègues.

Nous l’avons accompagnée le lundi 5 septembre 2022 pour une visite de maintenance d’une station située au nord de son périmètre d’intervention, près de la frontière allemande. Trois missions étaient au programme de la journée : rencontre avec l’agriculteur propriétaire du terrain sur lequel une station est installée (nom de code : NEEW), rétablissement de la connexion (électrique / de communication) de cette station et remplacement d’un élément défectueux sur une seconde station.

Le rendez-vous est fixé à 8h30 à l’Eost, avec Hélène et Mathieu. Nous chargeons le matériel dans le véhicule de l’Eost réservé pour la journée : capteur de rechange, perceuse à percussion, câbles et tire-fil, gyrocompas, caisse à outils, ordinateur pour configurer la station après son redémarrage. Nous quittons Strasbourg à 9h pour rejoindre le village de Neewiller-près-Lauterbourg, à l’est de Wissembourg.

M. X nous reçoit chez lui afin de finaliser la procédure de paiement inscrite dans la convention d’occupation signée entre lui et l’Eost, qui propose un dédommagement pour la perte d’exploitation sur la parcelle agricole occupée par la station.

Installation d’un nouveau capteur à la station de Neewiller-près-Lauterbourg

Une fois le dossier au clair, nous nous rendons sur le site de la station. Le capteur vélocimétrique  (qui peut capter les toutes petites vibrations du sol), installé en forage à 45 m de profondeur, est en panne depuis plusieurs mois. Les tentatives de le sortir de son puits pour le remplacer ont échoué jusqu’ici. Il a donc été décidé d’installer un capteur dans la buse en béton cylindrique qui protège l’entrée du puits en surface afin d’acquérir des données en attendant de trouver une solution pérenne.

A l’intérieur d’un enclos de 15 m2 bétonné et clôturé, la station NEEW est équipée du vélocimètre en panne, d’un capteur du Réseau accélérométrique permanent (RAP) en surface, destiné à mesurer les mouvements forts, d’une armoire contrôle/commande et de panneaux solaires afin d’alimenter tous les équipements car la station est trop isolée pour être alimentée par le réseau électrique.

Malgré la sécheresse de cet été, la végétation a envahi les abords et l’intérieur de l’enclos depuis la dernière visite. Elle ombrage les panneaux solaires, diminuant ainsi leur efficacité. Des guêpes ont également construit un nid dans la buse et s’agitent follement lorsqu’on ouvre le couvercle. L’intervention commence donc par un jet d’insecticide indispensable pour éviter d’être piqués. S’ensuit le débroussaillage manuel par une chaleur croissante. Les déchets végétaux sont ensuite transportés dans le bois attenant.

Le câble d’alimentation du nouveau vélocimètre est ensuite passé dans la gaine souterraine qui relie la tête de puits aux batteries d’alimentation dans l’armoire grâce au tire-fil (un « fil » semi-rigide auquel est accroché le câble permettant de le faire progresser à l’intérieur de la gaine).

Hélène installe ensuite le capteur de remplacement dans la buse. Dans un premier temps, l’utilisation du gyrocompas, indispensable pour connaître le nord magnétique, va permettre d’orienter correctement le capteur qui mesure les vibrations dans les trois directions de l’espace: nord-sud, est-ouest et vertical. Après un marquage au sol de ces directions, l’installation du nouveau capteur tient compte des directions horizontales repérées par le gyrocompas, mais aussi de la verticalité du capteur grâce à une bulle sur le capteur. Enfin, le capteur est fixé grâce à un U inversé métallique vissé dans le sol en béton.

Une fois l’ensemble des câblages réalisés (alimentation, connection du capteur avec le numériseur, connection au réseau 3G/4G etc.), il s’agit de configurer la station. Hélène vérifie dans un premier temps que le capteur enregistre bien les mouvements du sol, que les signaux sont enregistrés sur des trois canaux correctement nommés, et que la transmission des données vers le centre de données de l’Eost se fait via le modem installé dans l’armoire.

Cette opération de maintenance prend fin à 12H45. La buse, l’armoire et la clôture sont refermées et nous quittons cette station pour prendre la route vers la seconde situées vers Lembach, à un peu plus de 30 km à l’ouest, après une pause déjeuner rapide sur la route dans un restaurant de zone commerciale.

Réparation de la station de Lembach

La station de Lembach (nom de code : LEMB) est installée dans un tunnel d’une ancienne mine en pleine forêt. Aujourd’hui, c’est l’armoire de contrôle qui nous intéresse. Suite à un gros orage cet été, une première intervention avait été nécessaire pour remplacer des composants détruits par la foudre, mais la transmission des données a de nouveau été interrompue peu de temps après. Il s’agit d’un problème réseau car le modem reste accessible, mais il était impossible de faire un diagnostic plus précis à distance, même avec un contrôle visuel du propriétaire du terrain. On soupçonne certains éléments fragilisés par la foudre d’avoir fonctionné encore un moment avant de s’arrêter.

Nous arrivons donc avec un certain nombre de pièces de remplacement. L’armoire se trouve à l’arrière d’une petite maison en bois. Averti de notre venue,  le propriétaire absent a enfermé son chien et laissé le portillon ouvert pour nous permettre l’accès.

Hélène teste les entrées/sorties des différents équipements composant la chaîne d’acquisition des données et identifie rapidement un problème sur le « switch » qui gère la liaison en fibre optique avec le capteur situé dans la mine à 150 m.

Une fois le switch remplacé, il est 15h30 et nous reprenons la route de Strasbourg.