Variations temporelles des champs potentiels

Surcharges superficielles (atmosphère, hydrologie, glaciologie)

Nous allons poursuivre les développements dans la modélisation des charges globales induites par les fluides superficiels. Parmi les améliorations proposées, nous voulons estimer les effets d’attraction induits par la structure tri-dimensionnelle de l’atmosphère dans le cas de phénomènes dynamiques (typhons, ...). Nous allons également étudier les effets hydrométéorologiques en zone de mousson (site de Nalohou au Bénin), ainsi qu’en Alsace (site de l’Observatoire Gravimétrique de Strasbourg). Cette thématique hydro-gravimétrique restera un axe fort avec le but de mieux estimer les variations de gravité associées aux redistributions des masses d’eau dans le sous-sol (zone vadose et aquifères plus profonds). Pour cela, nous développerons une combinaison optimale des instruments disponibles en gravimétrie (gravimètres supraconducteur, absolu et micro-gravimètre mécanique). Un effort sera aussi porté sur la mesure des variations de masse de glace liées aux changements climatiques, en particulier par les méthodes géodésiques (InSAR, GPS, VLBI) et gravimétriques (sol et satellite). Les mesures porteront sur la fonte des glaces actuelles, les variations de taux d’écoulements, et sur le rebond post-glaciaire. Les chantiers choisis couvrent les calottes polaires Antarctique (en particulier le long de la Péninsule Antarctique) et Groenlandaise, ainsi que le Svalbard.

Variations spatiales et temporelles du champ magnétique

Les satellites dédiés à l'étude des champs géopotentiels, comme ceux de la prochaine mission européenne SWARM (lancement prévu en 2012), vont fournir un nombre toujours croissant de données. Il apparaît nécessaire de développer de nouvelles techniques mathématiques permettant d'utiliser ces données nouvelles dans des modélisations. En effet, nous projetons de « pré-traiter » les données d'une manière compacte et raisonnable. En tirant avantage du fait que les champs à modéliser ont des comportements relativement homogènes le long des orbites aux altitudes satellitaires, nous envisageons de poursuivre et valider nos études sur les compressions mathématiques de données par les développements multipolaires locaux aux altitudes satellitaires (Minchev et al., 2009).

Variations temporelles du champ de pesanteur

En complément des mesures de gravité au sol, nous allons poursuivre l’analyse des variations temporelles du champ de pesanteur déduites des missions GRACE et éventuellement GOCE. En plus des solutions classiques en harmoniques sphériques disponibles, nous allons développer des inversions localisées qui permettent de meilleures résolutions temporelle et spatiale. Nous allons poursuivre les études d’inter-comparaison entre les mesures sol et spatiales en Europe, en utilisant le réseau dense de gravimètres supraconducteurs du réseau GGP, mais également en Afrique en zone désertique notamment (test ‘zéro’). Les mesures de pesanteur seront utilisées dans un contexte élargi afin de mieux comprendre certains phénomènes d’érosion-sédimentation ou, dans une version ‘time-lapse’, serviront au suivi d’objets comme les réservoirs géothermaux (Soultz-sous-Forêt), les sites de stockage de CO2 ou de déchets radioactifs (Bure). En lien avec la partie 1 du projet, nous étudierons les interactions entre la rotation terrestre et le champ de pesanteur à l’aide des gravimètres supraconducteurs. Enfin, l’étude d’une très longue série (plus de 25 ans) de variations de pesanteur à Strasbourg permettra de mieux comprendre la stabilité de la réponse de la Terre aux marées et d’apporter des contraintes sur ses propriétés anélastiques.