Proposition de géométrie pour l’antenne permanente de RESIF Groupe de Travail Instrumentation GTI -WP 4 J. Vergne, M. Grunberg, V. Douet, T. Monfret, S. Lambotte, J.M. Douchain, M. Langlais, D. Ponceau,O. Coutant 12 décembre 2009

Objectif Critères principaux Contraintes Fournir une géométrie de référence pour l’antenne permanente sismologique de RESIF-EPOS dans le but d’orienter la recherche des futurs sites à instrumenter Critères principaux Le besoin d’une maille large (« backbone ») la plus homogène possible, principalement utilisée dans les études d’imagerie des structures et d’analyse des sources télésismiques. Cette maille large correspond à celle planifiée dans le cadre du RLBP. Le besoin d’une maille intermédiaire avec une densité de stations accrue dans les zones sismiquement actives du territoire, de manière à localiser le plus correctement possible cette activité. Contraintes Inclure les stations « large bande » existantes et envisagées. Inclure les sites « courte période » du RéNaSS qui pourront potentiellement être réutilisés dans l’antenne RESIF Nombre raisonnable de stations Eviter que de vastes régions ne soient pas couvertes

Situation actuelle Ensemble des stations par réseau “Stations RESIF” Déduit du tableau de synthèse effectué par le WP4 du GTI. Ne comprends pas (encore) les stations CP du LDG Actuellement, seules les stations LB (regroupées au sein du RLBP) correspondent aux besoins de RESIF

Géométrie proposée de l’antenne sismologique Note : Cette carte fait encore apparaitre la notion de stations Large Bande (LB) et Moyenne Bande (MB). Le GTI propose de faire évoluer cette notion vers 3 classes de stations : A+, A et B, en fonction des objectifs scientifiques de chaque niveau de l’antenne et de la qualité des sites induite.

Géométrie de toutes les composantes de l’antenne

Méthode de calcul de la géométrie Fabrication de cellules de Voronoï à partir de la sismicité observée (Catalogue BCSF 1969-2009. Ml>2.2) Points rouges et lignes bleues Fabrication d’un réseau virtuel en placant une station à chaque sommet des cellules de Voronoï Points noirs 3. Sous échantillonnage en ne retenant qu’une station dans des blocs de 30 km de côté Triangles bleus 4. Prise en compte des sites existants (RéNaSS et RLBP) ou prévus dans le RLBP Triangles verts et noirs

Méthode de calcul de la géométrie 5. Fabrication des cellules de Voronoï autour de ces stations Lignes et triangles 6. Calcul de la densité de séismes dans chaque cellule Points noirs 7. Elimination itérative (étapes 4 à 6) de la cellule (+ station) de densité de sismicité la plus faible, sauf si la superficie de cette cellule est > 5000 km2. Arrêt des itérations lorsqu’il reste 220 stations

Quality of seismicity location in France GT5 criteria (Bondar et al RéNaSS +RLBP By criteria 1 sta. < 30 km 10 sta. < 250 km Gap 1 < 110° Gap 2 < 160° 29 % of GT5 events in France Catalog : BCSF 1964-2009 (32 500 events)

Quality of seismicity location in France GT5 criteria (Bondar et al RESIF By criteria 1 sta. < 30 km 10 sta. < 250 km Gap 1 < 110° Gap 2 < 160° 60 % of GT5 events in France Catalog : BCSF 1964-2009 (32 500 events)

Interface imaging from receiver functions (PS+SP) Coverage at depth = 40 km Phase Magnitude Distance PS M > 6 30° < D < 90° SP M > 6.5 50° < D < 90° RLBP RESIF Catalog : NEIC from 1999 to 2008

Interface imaging from receiver functions (PS+SP) Coverage at depth = 140 km Phase Magnitude Distance PS M > 6 35° < D < 90° SP M > 6.5 65° < D < 90° RLBP RESIF Catalog : NEIC from 1999 to 2008

Interface imaging from receiver functions (PS+SP) Coverage at depth = 410 km Phase Magnitude Distance PS M > 6 45° < D < 90° SP M > 6.5 80° < D < 90° RLBP RESIF Catalog : NEIC from 1999 to 2008

Tomography from Noise Correlation Functions Path coverage Period = 15 s Distance between stations > 158 km RLBP RESIF (log scale)

Tomography from Noise Correlation Functions Path coverage Period = 50 s Distance between stations > 600 km RLBP RESIF (log scale)

Quelques commentaires Avantages Compromis entre distribution homogène (principalement pour les études de structure) et densifiée dans les zones sismiquement actives Prise en compte de l’existant Inconvénients Approche automatique donc présence d’aberrations (cf. la forte densité de stations le long des frontières du Nord) Nombre total de stations fixé arbitrairement Etapes suivantes Feedback de l’ensemble de la communauté Modification “à la main” des points aberrants et densification de quelques zones mal couvertes Prise en compte des stations dans les pays limitrophes Remplacement de certaines stations “théoriques” par des sites existants (RAP, réseaux régionaux, …) de qualité localisés à proximité. Effectuer d’autres études sur l’intérêt de cette géométrie (cartes de magnitude de complétude, résolution pour les tomographies locales, réponse de l’antenne pour des analyses en réseau, …)