# Rapport national sur les travaux français exécutés de 1963 à 1967

André Gougenheim, Loïc Cahierre

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## To cite this version:

André Gougenheim, Loïc Cahierre. Rapport national sur les travaux français exécutés de 1963 à 1967. Comité national français de géodésie et géophysique. 1967. hal-04800698

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RAPPORT NATIONAL
SUR LES TRAVAUX FRANÇAIS
ÉXÉCUTÉS DE 1963 A 1966

Etabli à l'occasion de la XIVe Assemblée Générale
de l'Union Géodésique et Géophysique Internationale
publié par le Secrétaire Général

Loïc CAHIERRE

Ingénieur général géographe

Au Secrétariat Général du Comité Français
19, rue Auber, PARIS (9e) - Téléphone 073.86.66
RAPPORT NATIONAL
SUR LES TRAVAUX FRANÇAIS
ÉXÉCUTÉS DE 1963 A 1966
RAPPORT NATIONAL
SUR LES TRAVAUX FRANÇAIS
ÉXÉCUTÉS DE 1963 A 1966

Etabli à l'occasion de la XIVe Assemblée Générale
de l'Union Géodésique et Géophysique Internationale
publié par le Secrétaire Général

Loïc CAHIERRE

Ingénieur général géographe

Au Secrétariat Général du Comité Français
19, rue Auber, PARIS (9e) - Téléphone 073.86.66
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AVANT-PROPOS

C'est avec une vive satisfaction que je présente, dans les pages
qui suivent, la nouvelle forme adoptée par le Comité National Français
de Géodésie et Géophysique pour faire connaître les travaux poursuivis
par les chercheurs français dans les nombreuses branches d'investigation
scientifique ressortissant à ces disciplines.

Depuis la fondation du Comité, il y a plus de quarante ans, jusqu'à
ces dernières années, l'activité nationale en cette matière faisait essen-
tiellement l'objet d'un rapport annuel publié par le Comité et rassemblant
le procès-verbal de son Assemblée Générale et les rapports particuliers
de toutes les sections qui le composent. Mais, sauf en ce qui concerne
la Géodésie et la Séismologie, aucun document spécial tiré de plusieurs
rapports annuels successifs n'était établi pour être présenté aux savants
étrangers réunis tous les trois ans à l'occasion des Assemblées Géné-
rales de l'Union géodésique et géophysique internationale.

Il est apparu récemment que l'activité française dans les vastes
domaines scientifiques propres à l'Union serait mieux connue si un texte
approprié était préparé spécialement à l'occasion de ces Assemblées
générales, surtout lorsque, comme il est à peu près certain, leur espa-
cement sera définitivement porté de 3 ans à 4 ans.

Tel est l'objet du présent "Rapport National" qui est constitué
essentiellement par une cinquantaine de notices relativement brèves expo-
sant, pour autant de thèmes particuliers couvrant dans leur ensemble la
plus grande partie des champs de la Géodésie et de la Géophysique, les
études et les recherches accomplies dans les institutions françaises spé-
cialisées depuis la dernière Assemblée Générale de l'Union, ou plus
exactement pour ce premier volume pendant les quatre années 1963 à
1966.

Je pense que le tour d'horizon, offert par le "Rapport National"
sur les principaux sujets d'intérêts de la Géodésie et de la Géophysique,
et faisant connaître les progrès accomplis dans leur étude et les résul-
tats obtenus, sera de quelque utilité non seulement aux spécialistes de
tous ces sujets, mais aussi, grâce au caractère synthétique des exposés,
aux autres collègues français et étrangers pour qui les Assemblées géné-
rales de l'Union sont des occasions de compléter leur information sur
les branches des sciences de la Terre extérieures à leur propre spécia-
lité.
Au nom du Comité National Français, je remercie très vivement les auteurs des notices pour la compétence et le dévouement avec lesquels ils ont bien voulu s'associer à l'élaboration du "Rapport National" et pour l'intérêt des contributions qu'ils ont fournies.

Un certain manque d'harmonie subsiste dans cet ouvrage touchant la longueur relative, l'esprit et la présentation des notices. Le lecteur voudra bien nous accorder son indulgence pour cette imperfection, en tenant compte que le volume est le premier d'une série qui, nous l'espérons tous, se prolongera pendant bien des années.

A. GOUGENHEIM
Président du Comité National Français
de Géodésie et Géophysique
## SOMMAIRE

<table><thead><tr><th></th><th>Pages</th></tr></thead><tbody><tr><td>AVANT-PROPOS</td><td>5</td></tr><tr><td>INTRODUCTION</td><td>8</td></tr><tr><td>SECTION DE GEODESIE</td><td>9</td></tr><tr><td>SECTION DE SEISMOLOGIE ET PHYSIQUE DE L'INTERIEUR DE LA TERRE</td><td>63</td></tr><tr><td>SECTION DE METEOROLOGIE ET PHYSIQUE DE L'ATMOSPHERE</td><td>101</td></tr><tr><td>SECTION DE GEOMAGNETISME ET AERONOMIE</td><td>153</td></tr><tr><td>SECTION D'OCEANOGRAPHIE PHYSIQUE</td><td>219</td></tr><tr><td>SECTION DE VOLCANOLOGIE</td><td>271</td></tr><tr><td>SECTION D'HYDROLOGIE SCIENTIFIQUE</td><td>315</td></tr></tbody></table>
## INTRODUCTION

Le présent rapport, établi à l'occasion de la XIVe assemblée générale de l'Union Géodésique et Géophysique Internationale, contient 57 articles qui exposent l'essentiel des travaux français exécutés de 1963 à 1966 dans les domaines de la géodésie et de la géophysique.

Ces articles ont été groupés en sept rubriques, correspondant chacune à l'une des Sections du Comité National Français de Géodésie et Géophysique. La liste détaillée des articles de chaque rubrique est placée en tête de celle-ci, et un sommaire général des rubriques figure en tête du rapport. Chaque article est suivi d'une liste bibliographique, dans laquelle sont énumérés tous les titres cités dans le texte de l'article. Ils sont classés par ordre alphabétique des auteurs et en principe numérotés ; les numéros sont indiqués dans le texte en appel de référence.

Certaines listes bibliographiques comprennent quelques titres en plus de ceux qui sont cités dans le texte. Pour certaines autres les règles relatives aux numéros et aux appels de références n'ont pu être strictement respectées. Il en résulte un certain manque d'harmonie dans la présentation, pour lequel le Comité demande à ses lecteurs de l'excuser, en souhaitant qu'il ne soit pas préjudiciable à l'intelligence du texte.

L.C.
# SECTION DE GÉODÉSIE
TABLE DES MATIERES

Pages

Travaux de l'Institut Géographique National en Astronomie, Nivellement et Géodésie

11

Travaux Géodésiques du Service Hydrographique de la Marine.

17

La Carte Gravimétrique détaillée de la France, Etat d'avancement par R. BOLLO

19

Réseaux Gravimétriques dans l'ouest et le centre de l'Afrique par P. LOUIS et J. RECHENMANN

24

Mesure des Marées terrestres :

a) activité de l'Institut de Physique du Globe de Paris par G. JOBERT

28

b) activité de l'Institut de Physique du Globe de Strasbourg par R. LECOLAZET

29

Reprise du Réseau de Nivellement de précision primordial français par J. MAILLARD

30

Travaux géodésiques aux Açores par M. LOUIS

33

La photographie sur fond d'étoiles d'objets lumineux en altitude : utilisation en Trajectographie et en Géodésie par H. M. DUFOUR.

41

Observations optiques du satellite GEOS. Etude du potentiel terrestre par P. MULLER et F. BARLIER

46

Les expériences géodésiques à l'aide des satellites D1 par J. KOVALEVSKY

49

Année géophysique internationale et coopération internationale géophysique. Longitudes et Latitudes par Mme A. STOYKO

52

Evolution moderne des instruments et des techniques de la Topométrie de haute précision par J. COMMIOT

56
TRAVAUX DE L'INSTITUT GEOGRAPHIQUE NATIONAL
EN ASTRONOMIE, NIVELLEMENT ET GEODESIE

De 1963 à 1966, l'Institut Géographique a continué ses activités traditionnelles dans l'équipement du territoire français en nivellement et géodésie. Par ailleurs, d'autres activités, nécessitant des mises au point nouvelles, sont apparues et se développent rapidement.

GEODESIE

La triangulation de détail de 67 feuilles au 1/50 000, dans le centre et l'ouest de la France, a été menée à bien.

Il reste actuellement 120 feuilles à trianguler.

En 1963, en collaboration avec l'Ordnance Survey, la liaison franco-anglaise du Cotentin a été exécutée ; elle comportait 3 points français (Cotentin) et 4 points anglais (Ile de Wight et littoral proche). La longueur moyenne des visées au-dessus de la Manche était de 110 km. On a effectué concurement des mesures angulaires et des mesures de distances au telluromètre ; l'accord entre les deux types d'observations s'est révélé satisfaisant.

En 1965, en accord et avec la collaboration de l'Instituto Geografico e Cadastral de Lisbonne, des travaux géodésiques ont été réalisés aux Açores : opérations complémentaires dans les 1les, jonction des 3 groupes d'1les par visées synchrones sur fusées parachutées, et jonction de l'ensemble au continent européen par géodésie spatiale (*).

Au Maroc, diverses missions ont été effectuées dans le Rif et dans l'Anti-Atlas.

NIVELLEMENT

L'Institut Géographique a repris en 1962 la mesure complète du Nivellement de 1er ordre. Ce travail sera achevé dans 3 ans ; 10 000 km de nivellement de 1er ordre sont actuellement terminés (**).

<footnote>(*) Voir ci-après l'article de M. LOUIS : "Opérations géodésiques aux Açores".</footnote>

<footnote>(**) Voir ci-dessous l'article de J. MAILLARD : "Reprise du Réseau de nivellement de précision primordial français.</footnote>
En outre, 10 000 km de 4ème ordre ont été réalisés dans les feuilles triangulées en géodésie de détail.

A titre de travaux spéciaux, le nivellement de cours d'eau est demandé par de nombreux organismes. 2 500 km de profils en long ont été mesurés.

Outre-mer, des missions ont été effectuées dans les pays suivants : Algérie, Cameroun, Sénégal, Mauritanie, Niger, Mali, Tahiti,

## ASTRONOMIE

Les mesures d'astronomie de position, destinées à permettre les calculs de nivellement astronomique, ont été poursuivies en France, notamment dans le Sud-Ouest. Au total 53 points nouveaux ont été observés.

Outre-mer, des missions d'astronomie, destinées à fournir le canevas de base de la carte au 1/200 000, ont été effectuées dans les pays suivants : Algérie (Sahara), Mali, Cameroun, Tchad, Gabon...

Des points de Laplace, destinés à l'orientation de systèmes locaux, ont été observés en Côte d'Ivoire.

## TRAVAUX SPECIAUX

Les demandes d'organismes divers pour des travaux de topométrie de haute précision n'ont cessé d'augmenter. Nous ne citerons que quelques exemples caractéristiques :

- Les contrôles de stabilité des ponts,

- La mise en place des divers éléments de centrales atomiques et piles expérimentales (Chinon, Saint-Laurent-des Eaux, Marcoule),

- Le contrôle de l'accélérateur linéaire d'Orsay,

- Implantation du réseau du métro express régional de Paris, Contrôle de la voie de l'aérotrain expérimental etc (*)...

## TRAVAUX SPATIAUX

La photographie d'objets lumineux en altitude est réalisée maintenant de façon courante. Elle sert essentiellement :

- au contrôle d'instruments électromagnétiques de trajectographie (Hammaguir, Prétoria),

- à des déterminations géodésiques nouvelles :

- jonction France-Afrique du Nord (1964),

<footnote>(*) Voir ci-après l'article de J. COMMIOT</footnote>
- jonction des Açores au Continent (1965),

- observations d'un quadrilatère au Sahara (1966) (*).

Du 14 au 16 décembre 1964 un symposium organisé par le Centre National d'Etudes Spatiales (C.N.E.S.) et l'I.G.N. s'est tenu à Paris : il avait pour but de définir les bases d'un réseau géodésique européen [1].

# CALCULS ELECTRONIQUES

Dans ce domaine, on signalera essentiellement :

## La compensation du 1er ordre de la République Malgache

Un total de 648 points a été calculé. 3 compensations ont été réalisées :

- Bloc Sud : 280 points, 1749 observations (dont 13 bases, 9 azimuts),

- Bloc Centre : 273 points, 1725 observations (dont 10 bases, 10 azimuts),

- Bloc Nord : 95 points, 570 observations (dont 2 bases, 2 azimuts).

Le bloc Sud a servi de test à la méthode itérative dite des "résidus conjugués". (Sur la calculatrice CDC 3600 ; 20 minutes de calcul pour la résolution d'un système de moindres carrés de 1800 observations à 840 inconnues) [7].

## La nouvelle compensation du réseau européen

La totalité des tours d'horizon relatifs à 880 points géodésiques a été analysée et servira bientôt à une compensation générale du réseau français. Un programme de calcul pouvant porter sur 1000 points est en cours de réalisation [6].

## Les programmes de calcul de géodésie spatiale (pour mémoire)

### Les calculs de nivellement astronomique

Ces calculs ont permis d'étendre le "géoïde de Bomford" jusqu'en Afrique du Nord. L'accord entre les altitudes données par cette méthode et celles fournies par la géodésie spatiale s'est révélé satisfaisant (de l'ordre de 10 m).

### Le placement du centre de gravité de la Terre par rapport au système Européen

Ce travail, en cours de réalisation, utilise deux résultats importants :

<footnote>(*) Voir ci-après l'article de H. DUFOUR</footnote>
# JONCTION FRANCO ANGLAISE DU COTENTIN (1963)

<figure><img src="image_4.png" /></figure>
- le géoïde de Bomford,

- les ondulations N du géoïde calculé par la formule de Stokes appliquée aux anomalies à l'air libre publiées par UOTILA et par KIVIOJA.

La combinaison de ces éléments sur l'ellipsoïde de l'Union Astronomique Internationale (U.A.I.) considéré comme le plus probable actuellement (a = 6.366 160 m, = 1/298,25) doit permettre de connaître une position satisfaisante du centre de gravité dans le système Europe, indication précieuse pour les calculs géodésiques qui se poursuivent à partir des observations de satellites effectuées dans des stations européennes.

## REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

[1] Centre National d'Etudes Spatiales et Institut Géographique National (I.G.N.). Réseau européen par observation de satellites : *Symposium de Paris* 14-16 décembre 1964. Published by l'I.G.N., 282 pages.

[2] Exposé des travaux 1963, 1964, 1965, 1966. Institut Géographique National.

[3] Travaux géodésiques de la 2ème Direction 1963, 1964, 1965, 1966. Institut Géographique National.

[4] DECK M. - Classement des appareils électriques de mesure des distances. *Bulletin de l'Association des Ingénieurs Géographes (A.I.G)* 1965, p. 32-39.

[5] DECK M. - Emploi du telluromètre Mle 1 et 2. I.G.N., 1965.

[6] DUFOUR H.M. - Etude de la compensation du réseau européen dans l'optique de la géodésie tridimensionnelle. *Bulletin géodésique* n° 68, 1963, p. 171-191.

[7] DUFOUR H.M. - Résolution des systèmes linéaires par la méthode des résidus conjugués. *Bulletin géodésique* n° 71, 1964, p. 65-87.

[8] DUFOUR H.M. - Le calcul automatique des triangulations secondaires (à paraître dans les *C.R. du symposium de Bruxelles sur les calculs électroniques en géodésie 1966*, I.G.N., 1966, 2ème Direction, n° 27 010).

[9] DUFOUR H.M. - Le Symposium de la Nouvelle Triangulation Européenne. Stockholm, 10-14 août 1964. *Bulletin de l'A.I.G.*, 1964, p. 19-27.

[10] FLEURY M. - Calcul automatique des triangulations géodésiques. *Bulletin de l'A.I.G.*, 1965, p. 78-80.

[11] FLEURY M. - Introduction à la programmation sur IBM 1130. I.G.N., 1966, 2ème Direction n° 27 017.

[12] FONTAINE A. - Azimut de Laplace sur étoiles basses. *Bulletin de l'A.I.G.*, I.G.N. Paris, 1964.
[13] GALEAZZI P. - Programme des géomètres. I.G.N., 1964, 2ème Direction, n° 26998.

[14] GUICHARD H. - Les travaux géographiques exécutés par l'I.G.N. aux Iles de Kerguelen, Campagne 1961-1964. *Bulletin de l'A. I.G.*, 1964, p. 78-88.

[15] LACLAVERE G.R. - Geodetic links on the southern hemisphere. *The Polar Record*. 1965, p. 137-151.

[16] LEVALLOIS J.J. - Quelques considérations sur la réfraction atmosphérique. *Bulletin de l'A.I.G.*, 1964, p. 51-72.

[17] RICHARME V. - Des prismes liquides et leurs applications. *Bulletin de l'A.I.G.*, 1965, p. 44-62.

[18] RICHARME V. - Instruments de terrain : cahier n° 1. Les instruments de géodésie, I.G.N., 1964.

[19] RICHARME V. - Instruments de terrain : cahier n° 3, édition partielle. Les instruments de Nivellement, I.G.N., 1966.

[20] TARDI P. - Emploi des satellites artificiels en géodésie. Grandes liaisons intercontinentales. *Bulletin de l'A.I.G.*, 1963, p. 4-15.

[21] VILLECROSE J. - Bibliographie géodésique internationale Vol. 10 (1958-59-60). *Association Internationale de Géodésie*, 1965.
# TRAVAUX GÉODESIOUES DU SERVICE HYDROGRAPHIQUE
DE LA MARINE

## EN FRANCE

Les Missions hydrographiques qui ont opéré de 1963 à 1966 sur les côtes de France ont été amenées à effectuer des opérations de géodésie complémentaire sur la côte Atlantique et dans la région de Cherbourg.

## OUTRE-MER

*En Côte d'Ivoire*, un cheminement géodésique côtier de 140 km a été réalisé au telluromètre entre Abidjan et Grand Lahou.

*Sur la côte ouest d'Afrique*, des travaux importants de géodésie ont été effectués en vue d'unifier les divers systèmes géodésiques existants. Ils ont comporté un cheminement au telluromètre effectué en avril et mai 1965 et qui, faisant suite au cheminement réalisé en 1963 à travers la Gambie, a permis de relier Dakar à la frontière de la Guinée portugaise. La longueur totale de ces cheminements est de 280 km.

Les longueurs des côtés ont été mesurées au telluromètre MRA2 et les angles au théodolite WILD T3. On a pu limiter le nombre des portées en utilisant des échelles DELOOZ de 10 mètres dont la torsion avait été réduite en les haubannant de façon à imposer aux éléments verticaux successifs des torsions de sens contraires.

On a ainsi montré que pour rattacher le réseau de Casamance à celui de Dakar, il faut appliquer aux coordonnées de Casamance des corrections de - 39 m en X et - 42 m en Y. En dehors de cette translation d'ensemble, il n'est pas apparu de discordance sensible entre les mesures anciennes et nouvelles.

*En Polynésie Française*, il a été procédé au rattachement géodésique des deux atolls Mururoa et Fangataufa.

Les coordonnées géographiques de ces atolls, de même que celles des îles de l'archipel des Tuamotu, avaient été déterminées par observations astronomiques à l'astrolabe à prisme avec une précision de une ou deux secondes d'arc. Les résultats ainsi obtenus étant entachés d'erreurs systématiques dues à la déviation de la verticale qui peut atteindre plus d'une dizaine de secondes d'arc, on leur avait apporté
une correction déterminée d'une manière empirique. On avait en effet constaté, pour les atolls où plusieurs observations avaient pu être effectuées sur le pourtour, que la valeur de la déviation de la verticale variait linéairement en fonction de la surface de l'atoll et que sa direction passait approximativement par le centre de l'atoll.

Le rattachement géodésique a montré que les corrections ainsi calculées, correctes quant à leur direction, étaient trop petites en valeur absolue. Pour rattacher le réseau géodésique de Fangataufa à celui de Mururoa il faut appliquer aux coordonnées MTU de Fangataufa les corrections

$$dX = + 415 \text{ m } \pm \text{ 1 m},$$

$$dY = - 200 \text{ m } \pm 20 \text{ m},$$

Le rattachement géodésique a été effectué par visées simultanées du mât d'un navire à partir des deux atolls. Trois stations de visée ont été installées sur Mururoa et deux sur Fangataufa. Les visées ont eu lieu de nuit, en juillet 1965, sur le mât du pétrolier Verdon équipé d'une couronne lumineuse de forte puissance.

## Gravimétrie

En 1963, un levé gravimétrique a été effectué au large de la côte des Landes à l'aide d'un gravimètre marin Askania. La précision des mesures a été de l'ordre de 2,5 mgl.

Un levé analogue a été exécuté en 1964, 1965 et 1966 en mer de Norvège.
# LA CARTE GRAVIMETRIQUE DETAILLEE DE LA FRANCE
ETAT D'AVANCEMENT

## R. BOLLO

Ingénieur géophysicien. — Bureau de Recherches Géologiques et Minières

Une première carte gravimétrique de la France au 1/1000 000, publiée sous la direction du R. P. LEJAY [1] en 1949 pour la moitié Sud et en 1951 pour la moitié Nord, avait permis de donner rapidement une vue d'ensemble du champ de la pesanteur sur l'ensemble de la France.

La Carte Gravimétrique détaillée de la France dont le Bureau de Recherches Géologiques et Minières (B.R.G.M.) poursuit la publication depuis une vingtaine d'années se propose de donner, à partir d'une densité de mesures de l'ordre de celle utilisée dans des prospections, une répartition du champ de la pesanteur suffisamment détaillée pour être utilisée par les géologues et les physiciens.

Lors de l'assemblée générale du Comité National Français de Géodésie et Géophysique de 1961, J. GOGUEL [2] a fait le point de cette publication à cette date et en a donné les caractéristiques essentielles. Nous nous proposons dans cette note, d'en rappeler les éléments principaux et d'indiquer son état d'avancement dans les premiers mois de 1967.

Le caractère original de ce travail est que, outre les levés exécutés à cette fin par le B.R.G.M. avec ses équipes propres et celles de la Compagnie Générale de Géophysique (C.G.G.) travaillant pour son compte, ont été également utilisés les résultats des prospections gravimétriques des Sociétés pétrolières et minières exécutées par la C.G.G. et de celles effectuées par les Mines Domaniales de Potasse d'Alsace.

Cette utilisation des prospections privées a été rendue possible grâce aux dispositions de la législation minière française et à la bonne volonté des commettants.

Alors que la surface levée est d'environ les quatre cinquièmes du territoire, la surface cumulée des prospections utilisées pour l'élaboration de la carte est de 579000 km², évidemment supérieure du fait d'un certain nombre de prospections de détail exécutées sur des zones qui avaient fait l'objet de levés de reconnaissance et sont donc comptées en double ; sur ces surfaces 422188 mesures ont été réalisées, réparties en des zones de densité variable dont on trouvera plus loin la répartition schématique sur une carte ; 4687 stations principales sont réoccupables.
Il faut signaler deux conséquences de l'option prise de donner l'information maximum : sur les surfaces où la densité des mesures baisse, les isanomales paraissent relativement lissées, d'où un certain manque apparent d'homogénéité. L'absence de cet effet de lissage sur les zones à forte densité de mesures fait que, dans ces zones, la densité attribuée au terrain superficiel pour les corrections de relief doit être mieux ajustée sous peine de voir les isanomales traduire en partie le relief. Cet ajustement est réalisé quand il est nécessaire.

Une des tâches essentielles de l'élaboration de la carte a été de rendre homogène l'ensemble des mesures résultant des diverses prospections. On sait que pour chaque levé, la valeur de g est transmise à partir d'une valeur origine, ou de référence, par l'intermédiaire d'un réseau de "bases" entre lesquelles la différence de gravité a été mesurée par des trajets directs et réitérés. Chaque prospection comporte donc son réseau propre, à l'intérieur duquel les valeurs de la gravité sont homogènes et ne dépendent que de deux paramètres : la référence et l'étalonnage du gravimètre. Pour rendre l'ensemble de ces réseaux homogènes on a effectué les liaisons nécessaires pour les comparer entre eux et les comparer au réseau propre de la Carte Gravimétrique. De plus on a mesuré un réseau de bases principales et de six bases d'étalonnage secondaires réparties à travers la France et s'appuyant sur l'axe Paris-Toulouse qui constitue la base principale d'étalonnage pour la carte; cette base est caractérisée par les valeurs de g suivantes :

- Paris station fondamentale (Sèvres B.I.P.M.) 980 940,40

- Toulouse observatoire (labo photo) 980 442,80

(pour cette dernière valeur, nous avions précédemment admis : 980 442,18)

Ce réseau principal a fait l'objet de mesures à l'occasion de chaque passage d'une équipe gravimétrique si bien qu'il s'est précisé au fur et à mesure des levers.

Les vérifications qui ont été effectuées permettent de penser que l'erreur des valeurs aux bases par rapport à ces références ne dépasse pas quelques dixièmes de mgl et que l'homogénéité est assurée à quelques centièmes de mgl.

La base de la publication est la carte, au 1/80 000, suivant les coupures de la Carte Géologique, de l'anomalie de Bouguer de mgl en mgl. Elle comporte, en principe, l'emplacement des stations, leur nucléaire d'ordre et la valeur de l'anomalie; quand la densité des mesures est trop forte, on se borne à indiquer l'emplacement de la station et la valeur de l'anomalie aux bases. La densité attribuée au terrain pour les corrections de relief est 2,3 pour les régions sédimentaires, 2,7 pour les régions de socle. Certaines cartes ont fait l'objet de deux éditions avec chacune de ces densités, par réduction photographique on en tire un 1/200 000 qui n'indique plus que les itinéraires suivant lesquels ont eu lieu les mesures.

Enfin, une carte au 1/320 000 comportant un fond géologique simplifié en couleurs est également en cours de publication.
Pour l'exécution de ces dernières cartes, les coupures au 1/80 000 utilisées sont révisées de façon à y incorporer les prospections nouvelles qui précisent les anciens tracés. La publication des cartes nouvelles est donc menée de front avec la révision et la réédition des cartes anciennes.

Les cartes ci-après indiquent l'état d'avancement de la carte. Ont été publiées à ce jour : 159 cartes au 1/80 000, 31 cartes au 1/200 000 et 5 cartes au 1/320 000.

Les zones qui restent à lever concernent les régions à fort relief : Alpes, Pyrénées et une partie du Massif Central. Elles poseront des problèmes difficiles pour le calcul des corrections de relief. Elles ne paraissent pas susceptibles d'un lever détaillé et nous serons très probablement amenés à abandonner le 1/80 000 pour nous borner à de plus petites échelles.

## BIBLIOGRAPHIE

[1] - Carte Gravimétrique de la France, dressée sous la direction du R.P. LEJAY, en collaboration avec M. Raoul GOUDEY, par Melle S. CORON :

- Feuille Sud 1949,

- Feuille Nord 1951.

[2] J. GOGUEL - La Carte Gravimétrique de la France. *Comptes-rendus du Comité National Français de Géodésie et de Géophysique*, année 1960.

R. BOLLO
CARTE GRAVIMÉTRIQUE DE LA FRANCE

ETAT D'AVANCEMENT

DENSITE DES MESURES :

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Levé très détaillé

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1-2 km2 par Station

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3-8 km2 par Station

<figure><img src="image_8.png" /></figure>

env.10 km2 par Station

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Carte éditée

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<figure><img src="image_11.png" /></figure>

Carte en préparation

<figure><img src="image_12.png" /></figure>

1/80.000

LEVES

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<figure><img src="image_15.png" /></figure>

<figure><img src="image_16.png" /></figure>
# RESEAUX GRAVIMETRIQUES
DANS L'OUEST ET LE CENTRE DE L'AFRIQUE

P. LOUIS et J. RECHENMANN

Office de la Recherche Scientifique et Technique Outre-Mer

Les équipes gravimétriques de l'Office de la Recherche Scientifique et Technique Outre-Mer (O.R.S.T.O.M.) ont poursuivi leur programme.

## I - TRAVAUX DE TERRAIN

A - Les missions basées à Paris (anciennement à M'Bour) ont effectué sous la direction de J. RECHENMANN, et dans le cadre d'un programme triennal, le levé gravimétrique du territoire du Niger et de la partie occidentale du Tchad.

Ainsi, avec le levé, gravimétrique de la région de Niamey, région occidentale du Niger, effectué en 1956-1957, la couverture gravimétrique de la totalité du territoire du Niger a été assurée avec les trois campagnes qui se sont déroulées pendant les saisons sèches de novembre 1962 à juin 1965.

Ont été occupées :

- novembre 62 - juin 63 : régions Sud-Est du Niger 3 600 stations,

- novembre 63 - juin 64 : régions Nord-Est du Niger 4 500 stations,

- novembre 64 - juin 65 : régions Centre Niger 7 000 stations, soit un total de 15 000 stations au Niger couvrant environ 90 degrés carrés, soit avec une densité comprise entre 150 et 200 points par degré carré, densité variant avec les difficultés de parcours caractéristiques de ces zones sahéliennes et sahariennes, et aussi avec l'importance des anomalies de g observées.

Ont été occupées également au cours des deux premières campagnes :

- novembre 62 - juin 63 : régions occidentales du Tchad 1 800 stations,

- novembre 63 - juin 64 : régions occidentales du Tchad 2 500 stations, soit un total de 4 300 stations pour le Tchad, couvrant une zone délimitée par le triangle : frontière Niger-Tchad, Bahr el Ghazal, Tibesti.
Toutes les mesures gravimétriques ont été doublées de mesures magnétiques de la composante verticale.

Tous les travaux concernant le Niger ont fait l'objet de 5 cartes au 1000000e en cours d'impression, indiquant l'emplacement des stations et les valeurs de l'anomalie de Bouguer correspondante. Une carte d'ensemble au 2000000e indique les anomalies de Bouguer avec les itinéraires levés, et une autre carte au 2000000e également, indique les anomalies isostatiques (Airy, 30 km). Cette dernière, réduite à l'échelle du 5000000e, complètera la carte d'ensemble de l'Afrique Occidentale des anomalies isostatiques.

Un catalogue répertoriant les stations gravimétriques réoccupables des mesures effectuées par l'O. R. S. T. O. M. en Afrique Occidentale de 1953 à 1965 est en cours d'impression (Cahiers O. R. S. T. O. M., série Géophysique n° 7).

B - Les missions basées à Bangui ont continué, sous la responsabilité de P. LOUIS, les levés gravimétriques de la République du Tchad et du Nord de la République Centrafricaine (partie appartenant à l'unité géologique du bassin du Tchad) commencés fin 1959. L'importance des travaux réalisés pendant les diverses campagnes a varié en fonction du personnel affecté à ce programme. Les densités réalisées se situent autour de 150 stations par degré carré.

Ont été occupées :

- novembre 62 - juin 63 : 3600 stations,

- novembre 63 - février 64 : 1000 stations (un seul prospecteur fut disponible pendant trois mois),

- novembre 64 - avril 65 : 1500 stations,

- décembre 65 - janvier 66 : 700 stations. Fin du programme de levé prévu.

Pendant l'année 1963 fut terminé le réseau de bases gravimétriques en République du Tchad commencé l'année précédente et effectué par voie aérienne (un ensemble de 30 bases a été établi et rattaché à la base MARTIN de Fort-Lamy).

Tous ces travaux ont donné lieu à l'établissement de cartes provisoires. Des cartes définitives sont en préparation au 1/1000000 indiquant les valeurs de l'anomalie de Bouguer aux stations. Les cartes d'anomalies isostatiques sont également en préparation.

En 1966, débutait le levé gravimétrique (magnétique également) de la République Fédérale du Cameroun. La densité des stations sera beaucoup moins grande que dans le bassin du Tchad, ceci provenant des difficultés de parcours. Le travail de terrain, en cours actuellement, doit se terminer en janvier 1967.
## II - INTERPRETATIONS DES ANOMALIES DE LA PESANTEUR

Dans plusieurs publications, les géophysiciens de l'O. R. S. T. O. M. ont cherché à étudier les relations entre la géologie et les anomalies gravimétriques et magnétiques par grandes zones structurales.

La publication sur la Côte d'Ivoire, Haute-Volta et Mali méridional (1) intéresse des régions où affleurent les formations précambriennes, composées de Birrimien et de granito-gneiss. On y indique : "... une concordance généralement nette entre les courbes gravimétriques et la géologie superficielle. Les contacts granite-schiste donnent lieu à des anomalies positives d'une dizaine de milligals, plus accentuées encore dans le cas de schistes birrimiens supérieurs. Ce qui a amené à faire une distinction très nette entre Birrimien inférieur $B_1$ et Birrimien supérieur $B_2$ ..."

La publication sur le Sénégal et la Mauritanie Occidentale (2) porte surtout sur le bassin sédimentaire du Sénégal et sa bordure orientale. Les auteurs concluent : "Il y a de grandes profondeurs sédimentaires dans les deux zones négatives, mais dans la région positive, cela paraît peu probable ; les terrains de surface ne sont fortement plissés que dans la zone de forte variation de pesanteur. L'anomalie positive se termine au Nord sans gradient gravimétrique important. Dans une région de tectonique assez douce ; au Sud, elle s'arrête dans une zone très plissée sur un bassin sédimentaire étroit".

Les auteurs y comparent également des anomalies de même ordre de grandeur situées dans d'autres régions de l'Afrique Occidentale. "... deux régions seulement, celles de la Boucle du Niger et du Togo-Dahomey, présentent avec le Sénégal les ressemblances suivantes : nette direction privilégiée qui constitue un axe gravimétrique, parallélisme de cet axe et des directions tectoniques. Il est par ailleurs possible que ces trois structures aient un âge comparable... Dans les trois cas mentionnés, Togo, Boucle du Niger et Sénégal, il y a donc une masse profonde due à un plissement ou à une intrusion située en dehors des zones sédimentaires et parallèle aux lignes tectoniques de surface ; le signe de l'anomalie gravimétrique qu'elle produit, positif ou négatif, n'est pas systématique ; il est opposé à celui de l'anomalie qui se trouve sous les sédiments. Dans ces trois cas pour lesquels les âges des formations sédimentaires sont voisins, les dimensions et les masses correspondantes le sont aussi".

Pour le Niger et le Tchad (3 à 7), les Gouvernements participent au financement des travaux; au terme de chaque campagne un rapport, indiquant les principales structures et proposant des interprétations, a été rédigé. Les structures étudiées les plus remarquables ont été :

- la fosse de Doba (Sud Tchad),

- un axe lourd coupant le Tchad sur une longueur de plus de 1 000 kilomètres,

- de fortes anomalies négatives dans le Tenere (Niger) qui furent interprétées par des fossés d'effondrement.
Les travaux de terrain sur le bassin du Tchad étant terminés, une étude d'ensemble est en préparation. Elle groupera, avec l'analyse des cartes gravimétriques, les résultats obtenus par des campagnes de sondages électriques effectuées sur les anomalies les plus importantes.

BIBLIOGRAPHIE

[1] J. RECHENMANN - Mission géophysique 1958-1959-1962. Mesures gravimétriques et magnétiques en Côte d'Ivoire, Haute-Volta et Mali méridional. *Cahier O.R.S.T.O.M.* Géophysique n° 5, Paris 1965.

[2] Y. CRENN et J. RECHENMANN - Mission géophysique 1959-1960-1961. Mesures gravimétriques et magnétiques au Sénégal et en Mauritanie Occidentale. *Cahier O.R.S.T.O.M.* Géophysique n° 6, Paris 1965.

[3] P. LOUIS et J. RECHENMANN - Etat des Travaux gravimétriques dans le bassin du Tchad - Année 1963 - *ronéo Bangui* (janvier 1964).

[4] P. LOUIS et J. RECHENMANN - Etat des Travaux géophysiques dans le bassin du Tchad - Année 1964 - *ronéo Bangui* (janvier 1965).

[5] P. LOUIS et J. RECHENMANN - Mesures gravimétriques dans le Niger Oriental - Années 1963-1964-1965 - *ronéo Bangui* (février 1966).

[6] P. LOUIS - Contribution géophysique à la paléogéographie du bassin du Logone (République du Tchad). *C.R. Acad. Sci.* t. 258, n° 25, juin 1964, p. 6199-6201.

[7] P. LOUIS et J. RECHENMANN - Interprétation géologique de certaines anomalies gravimétriques du Tenere. *C.R. Acad. Sci.* t. 263, s. D, août 1966, p. 476.
# MESURE DES MAREES TERRESTRES

## A. — ACTIVITE DE L'INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS (1963-1966)

### G. JOBERT

Du point de vue expérimental, les travaux effectués ces dernières années à l'Institut de Physique du Globe de Paris sur les marées terrestres (Inclinométrie seulement) ont été complémentaires de ceux portant sur les ondes séismiques de très longue période et les vibrations propres de la Terre : en effet, les problèmes posés par la détection des phénomènes sont strictement les mêmes, et si les causes de perturbations ne se situent pas dans les mêmes bandes de fréquence l'expérience montre que les conditions à remplir pour obtenir un rapport signal/bruit correct, sont les mêmes dans les deux cas. Ce n'est qu'après la détection du phénomène que l'information obtenue doit être traitée différemment : pour l'étude des ondes séismiques il faut amplifier, filtrer et enregistrer à une vitesse suffisante, pour les courbes de Marée, l'aspect quantitatif étant prépondérant, on préférera l'enregistrement photographique direct.

En 1964 et 1965, nous avons donné la priorité aux études de séismologie, en 1966 l'étude des marées d'inclinaison a été reprise en fonction de l'expérience acquise dans ce premier domaine :

a) A la station de Moulis l'amortissement des pendules a été supprimé pour mieux connaître les variations éventuelles de leur sensibilité ; d'autre part, un cheminement a été effectué afin de connaître précisément l'orientement des appareils. Nous disposons actuellement de quelques mois d'enregistrement exploitable que nous allons utiliser pour étudier et préciser les anomalies dans les rapports γ (très différents pour les ondes diurnes d'une part, semi-diurnes de l'autre) que nous avions signalées en 1963.

b) Une station a été installée au centre du Sahara, à 140 km au Nord de Tamanrasset; située dans une galerie de 200 m de long, creusée dans le granite, cette station présente un grand intérêt de par sa situation géographique à une grande distance des océans. Nous disposons dès maintenant de quatre mois d'enregistrement pour chaque composante. Ces enregistrements en cours de dépouillement serviront à une détermination précise du facteur γ dans une zone aussi peu perturbée que possible par les marées océaniques.

c) La qualité des enregistrements obtenus dans les différentes stations doit permettre la détermination des amplitudes relatives des principales ondes de la marée observée à mieux que un pour mille ; pour passer de l'amplitude relative à l'amplitude absolue, il faut connaître
avec une précision supérieure la sensibilité du pendule, ce qui implique
un étalonnage très soigné : l'instrument de base est toujours la crapaudine dilatable de Verbaandert, mais les déformations de celle-ci sont produites avec une périodicité de 10 mn pendant au moins 24 heures ; on dispose ainsi de plus de cent amplitudes successives, ce qui permet une grande précision sur le résultat. Pour pouvoir opérer dans de bonnes conditions, ces opérations sont effectuées à 28 m sous terre, donc dans les conditions même d'observation.

D'autre part, un dispositif interférométrique de très haute pré-
cision, actuellement en voie d'achèvement, doit nous permettre cette
année d'améliorer ou de vérifier les constantes de la crapaudine données
par le constructeur.

d) Un programme d'analyse par la méthode des moindres carrés a été mis au point. Il permet d'obtenir une meilleure séparation des ondes que l'analyse par transformation de Fourier lorsque le bruit de fond est très faible.

B. — ACTIVITE DE L'INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE STRASBOURG (1963-1966)

R. LECOLAZET

Professeur à la Faculté des Sciences — I.P.G. de Strasbourg

Le Laboratoire de Gravimétrie de l'Institut de Physique du Globe de Strasbourg a continué ses recherches expérimentales, commencées en 1954, dans le domaine des Marées terrestres. Le perfectionnement progressif de l'appareillage a permis d'atteindre, dans la détermination du facteur δ des ondes diurnes et semi-diurnes de la marée gravimétrique, une précision jusqu'à maintenant inégalée. En outre, l'onde semi-mensuelle lunaire a pu être mise en évidence pour la première fois. Sa détermination précise, actuellement en vue, doit permettre notamment d'obtenir de nouvelles données relatives à la viscosité du Globe [1]. Parallèlement à ces études, deux stations clinométriques ont été aménagées dans d'anciennes galeries de mine des Vosges. Deux pendules Blum-Jobert et un pendule Verbaandert-Melchior, ce dernier muni d'un dispositif original d'enregistrement par méthode de zéro, viennent d'y être installés.

BIBLIOGRAPHIE

[1] LECOLAZET R. et STEINMETZ L. - Premiers résultats expéri-mentaux concernant la variation semi-mensuelle lunaire de la pesan-teur à Strasbourg. C.R. Acad. Sci. 265, sér. B, n° 11, 12 septembre 1966, 716-719.
# REPRISE DU RESEAU DE NIVELLEMENT DE PRECISION PRIMORDIAL FRANÇAIS

## J. MAILLARD

Ingénieur en Chef Géographe, Institut Géographique National

Au cours de l'année 1961 l'Institut Géographique National décida de réobserver le réseau de Nivellement de précision primordial français. Cette reprise commença effectivement au cours de la campagne 1962.

A la fin de l'année 1965, 8500 km sur un total de 13000 km avaient déjà été réobservés et il était possible de faire d'intéressantes comparaisons avec l'ancien réseau Lallemand.

## PREMIERE COMPARAISON

Elle s'est faite au moyen du calcul de l'erreur probable kilométrique $ep_k$, calculée au moyen des fermetures et des longueurs des polygones $ep_k^2 = \frac{4}{9} \text{moy} \sum \frac{f^2}{L}$ (f = fermeture, L = longueur).

On a obtenu le tableau de comparaison suivant :

<table><thead><tr><th></th><th>1962</th><th>1963</th><th>1964</th><th>1965</th></tr></thead><tbody><tr><td>ep<sub>k</sub> 1er ordre nouveau</td><td>1,8</td><td>1,5</td><td>2,4</td><td>2,0</td></tr><tr><td>ep<sub>k</sub> Lallemand ancien</td><td>1,8</td><td>1,7</td><td>3,1</td><td>2,1</td></tr></tbody></table>

Ce tableau montre que les travaux nouveaux et les anciens travaux Lallemand sont à peu près de même qualité dans les mêmes zones avec toutefois un léger avantage pour les travaux nouveaux.

## DEUXIEME COMPARAISON

Pour effectuer une comparaison plus précise entre les résultats fournis par les nouvelles observations et les résultats fournis par les observations Lallemand on a recompensé d'une manière moderne le système Lallemand ancien : on a obtenu alors un système Lallemand recompensé qui ne présente pas de grosses différences d'altitudes avec le système Lallemand ancien

* + 8 cm dans le Nord et dans l'Est,

* - 5 cm en Bretagne

et partout ailleurs quelques centimètres.
Toutes les nouvelles observations effectuées de 1962 à 1965 ont été recompensées en bloc et ont fourni un réseau nouveau compensé.

Le réseau nouveau compensé a été comparé au réseau Lallemand recom-
pensé en prenant comme point commun le noeud G' Q' J' situé à proxi-
mité de Roanne. Dans ces conditions on trouve que les altitudes fournies
par le système nouveau sont supérieures aux altitudes fournies par le
système Lallemand recompensé : + 36 cm dans le Nord, + 17 cm en
Bretagne, les courbes d'égale différence suivent approximativement les
parallèles.

Ces résultats ne constituent pas tout à fait une surprise car en
1961 le Service du Nivellement s’était livré à une comparaison du sys-
tème ancien Lallemand et d’un système remanié comportant toutes les
reprises faites de 1945 à 1961; cette comparaison avait déjà mis en évi-
dence de gros écarts en altitude, écarts du même ordre et de même sens
que ceux qui ont été trouvés entre le système Lallemand recompensé et le
système nouveau.

CONCLUSION

Les écarts importants enregistrés entre les altitudes nouvelles et les altitudes anciennes ne semblent pas provenir du mode de compensation mais bien des nouvelles observations car le système Lallemand remanié au moyen des reprises diffère déjà beaucoup du système Lallemand ancien. Il y a là un point assez mystérieux car les observations marégraphiques ne confirment pas le sens du mouvement, il y a donc lieu de croire que la compensation du 1er réseau de Nivellement n'avait pas tenu compte de toutes les observations de fermetures et qu'un certain choix avait présidé à son élaboration. De toute façon on ne pourra attendre de conclusion vraisemblable qu'après l'achèvement total du réseau de 1er ordre et l'étude critique et comparative des deux réseaux.

BIBLIOGRAPHIE

DUCHER G. - Les Marémètres à l'I.G.N. - *Bulletin de l'Association des Ingénieurs géographes (A.I.G.).* I.G.N. Paris, 1964.

DUCHER G. - Les Marégraphes à l'I.G.N. - *Bulletin de l'A.I.G.*, I.G.N. Paris, 1965.

MAILLARD J. - Le Nivellement de précision à l'I.G.N. - *Bulletin de l'A.I.G*, 1963, p. 72 à 81.
FRANCE

NIVELLEMENT DE PRECISION DE 1er ORDRE

<figure><img src="image_17.png" /></figure>

Les nombres inscrits représentent les différences d'altitude entre le 1er Ordre nouveau et le Lallemand recompensé.
# TRAVAUX GEODESIQUES AUX AÇORES

M. LOUIS

Ingénieur Géographe, Institut Géographique National

En 1965, en accord et avec la collaboration de l'Instituto Geografico e Cadastral de Lisbonne (I.G.C.), l'Institut Géographique National a réalisé aux Açores un ensemble de travaux géodésiques combinant les techniques classiques aux techniques plus modernes de triangulation sur fusées et sur satellites.

## BUT DES TRAVAUX

Placer l'ensemble de l'Archipel des Açores dans le même réseau géodésique que le continent européen et l'Afrique du Nord, de façon à ce que la distance entre 2 points situés, l'un aux Açores, l'autre sur le continent, soit connue à 50 m près ou même mieux. (Les déterminations astronomiques, aussi précises soient-elles, ne peuvent donner pour cette distance qu'une précision de l'ordre de 200 m en moyenne).

## METHODES UTILISEES

L'Archipel des Açores est situé dans l'Atlantique Nord à une latitude voisine de celle du Portugal et à environ 1800 km à l'Ouest. Il ne peut être question d'intervisibilité entre le continent et ces îles. On a donc retenu la méthode de géodésie spatiale par observations simultanées des satellites ECHO pour effectuer cette liaison.

De plus, l'archipel est composé de 3 groupes d'îles (groupe oriental, groupe central, groupe occidental, voir cartes jointes) qui ne sont pas non plus en intervisibilité entre eux en raison des distances les séparaît (environ 180 km entre l'oriental et le central et 220 km entre le central et l'occidental). La méthode de géodésie sur satellite ne convient pas dans ce cas puisque les distances entre points à rattacher sont de l'ordre de 200 à 300 km, on a utilisé la méthode dite de "géodésie sur fusées parachutées" (flare-triangulation).
# METHODE DE "GEODESIE SUR FUSEES"

## 1/ Principe

<figure><img src="image_18.png" /></figure>

Soient 2 points connus 1 et 2 et un troisième point 3 à lier géodésiquement à 1 et 2. Supposons des objets lumineux en A, B et C visibles simultanément des points 1, 2 et 3. Des visées azimutales issues de 1 et 2 permettent d'intersecter les points A, B et C, les visées issues de 3 sur ces mêmes points deviennent alors des visées de relèvement pour ce point 3 à déterminer.

## 2/ Réalisation pratique

Les observations se font au théodolite T3 (ou équivalent) comme pour des visées de 1er ordre classique.

L'objet à pointer est une fusée constituée par un pot d'artifice en combustion largué en parachute à partir d'un avion.

L'altitude de largage est fonction de la longueur des visées : environ 4000 m pour des visées de l'ordre de 150 km. Il faut que le pot soit visible au-dessus de l'horizon pendant toute la durée de combustion (3 à 4 minutes). Les observations se font de nuit et des feux de 500 000 bougies environ sont nécessaires pour une parfaite visibilité à 150 km.

### a) Simultanéité des observations

La fusée ne reste pas immobile au point où elle a été larguée, elle se déplace sous l'effet de la pesanteur, du vent, de la vitesse de largage, etc... Il faut que toutes les stations au sol visent le même point de l'espace, pour cela on les oblige à pointer au même instant. Ce synchronisme est obtenu de la façon suivante :

- A chaque station on dispose d'une horloge à quartz mise à l'heure à quelques centièmes de seconde près sur le T.U. à l'aide des signaux horaires. Cette horloge délivre des tops de seconde envoyés à un dispositif sélecteur qui ne délivrera que les tops 8, 10, 18, 20, 28, 30, etc...
Les différents opérateurs à toutes les stations d'observation entendent des tops en même temps; les tops 8, 18, 28, etc... sont des tops préparatoires, les pointés sur l'objet lumineux sont effectués aux tops 10, 20, 30, etc... Le point visé est donc bien le même, à la précision près de synchronisation des horloges (1/20 s environ) et aux équations personnelles près des opérateurs.

Ces équations personnelles peuvent être de l'ordre de 1/10 s ce qui donnerait des erreurs sur les pointés d'environ 5" en moyenne. Le matériel chronométrique nécessaire : chrono à quartz et sélecteur a été conçu, réalisé et mis au point par le laboratoire d'électronique de la 5ème direction de l'I. G. N.

### b) Technique opératoire

Le processus des observations est simple et calqué rigoureusement sur celui des observations azimutales habituelles. Il est cependant nécessaire que les opérateurs sachent à quel moment la fusée va apparaître, des liaisons radio sont donc indispensables. Pour cela l'un des postes d'observation est en liaison radio VHF avec l'avion, d'une part, sur une fréquence $f_1$, et avec les autres postes d'observation, d'autre part, sur une fréquence $f_2$. Ce poste directeur est celui où se trouve le chef de manoeuvre qui décide, en fonction des conditions d'observation des différents postes, du déroulement des opérations.

La navigation à bord de l'avion est effectuée à l'aide d'un radar de bord ; sa précision est d'environ 5 km, elle est suffisante.

Cinq minutes avant le lâcher d'une fusée, le chef de manoeuvre donne l'ordre à tous les postes de pointer les références terrestres. Puis le lâcher de la fusée effectué dans la zone prévue, la recherche s'effectue à l'oeil nu ; s'il n'y a pas de nuages la fusée est visible dès qu'elle est allumée et l'acquisition dans la lunette du théodolite est immédiate (30 s au maximum). Chaque opérateur a des écouteurs lui permettant d'entendre les tops 8 et 10, il fait ses pointés sur les secondes 10, fait ses lectures, les annonce au secrétaire et recommence. Pour chaque fusée il y a près de 20 pointés effectués. Ensuite l'opérateur repointe sa référence pour fermeture et chaque poste rend compte au chef de manoeuvre du travail qui vient d'être effectué. Ce dernier décide de la suite des opérations et donne des ordres à l'avion en conséquence. Au cours d'un même vol une quinzaine de lâchers peuvent ainsi avoir lieu si les conditions sont favorables.

A chaque nouvelle série, les opérateurs changent de cercle, d'origine, d'appoint comme en géodésie classique.

Pour accroître sensiblement la précision du résultat chaque poste d'observation est double, c'est-à-dire comprend deux théodolites et deux observateurs (mais un seul secrétaire), les résultats de la 2ème station sont réduits à la 1ère et les écarts entre ces valeurs ramenées et les valeurs de la 1ère station donnent déjà une idée de la précision des pointés. La valeur moyenne absolue de ces écarts est de l'ordre de 15 dmgr. Certaines valeurs importantes de ces écarts (40 à 50 dmgr. pour des fusées à 120 km en moyenne) peuvent s'expliquer par les formes très irrégulières de ces taches lumineuses très difficiles à pointer.
### 3/ Résultats obtenus

Ces opérations de rattachements de groupe d'Iles à groupe d'Iles se sont faites en deux périodes : liaison orientale avec observations à partir des points 1, 2, 3 et 4 sur les fusées larguées dans les zones A, B et C, liaison occidentale avec observations à partir des points 5, 6, 7 et 8 sur les fusées larguées dans les zones D, E et F (voir carte 1 jointe). Les points 2, 3, 4, 5, 6 et 7 sont rattachés au réseau géodésique unique du groupe central des Açores, les points 1 et 8 sont liés aux réseaux locaux des Iles de S. Miguel, Sª Maria et Florès-Corvo. La première période a duré du 19 mai au 6 juin, la seconde du 12 juin au 19 juin, puis du 26 juillet au 12 août. Le déroulement des opérations a été contrarié par le temps nuageux qui règne en quasi-permanence aux Açores ; pour réussir une opération de cette sorte il faut un ciel exempt de nuages sur toute la zone des travaux; dans certaines régions et à certaines époques cette condition est exceptionnelle.

Finalement, les résultats suivants ont été obtenus :

8 fusées exploitables (*) en zone A,
9 " " " B,
9 " " " C

réparties sur 3 nuits d'observation, pour la liaison orientale,
et 5 fusées exploitables en zone E,
5 " " " F

au cours d'une seule nuit, pour la liaison occidentale.

### 4/ Principe des calculs

Pour chaque fusée parachutée, on ramène les observations de chaque station à une observation sur un "point moyen" fictif. Dans une première phase, on fait l'hypothèse d'une dérive azimutale constante de la fusée, ce qui permet un calcul global portant sur les stations inconnues et les points moyens. A partir des coordonnées obtenues pour les stations, on effectue le calcul individuel des positions successives dans l'espace de chaque fusée, ce qui permet de déterminer cette trajectoire de façon plus précise. On peut ainsi améliorer sensiblement les corrections à apporter aux visées individuelles, et effectuer un nouveau calcul global plus rigoureux.

## GEODESIE SUR SATELLITES

L'archipel des Açores a par ailleurs été rattaché au continent européen par les méthodes de géodésie spatiale utilisant les photographies

<footnote>(*) Une fusée est considérée comme exploitable si elle est visée simultanément de la station à déterminer et d'au moins deux stations connues.</footnote>
synchrones, sur fond d'étoiles, des satellites ECHO I et ECHO II. Ces deux satellites étaient utilisables dans la période du 20 juin au 25 juillet 1965.

Le schéma des stations qui ont effectivement participé à l'opération est donné ci-après. Les conditions techniques de travail sont exposées dans l'article de M. DUFOUR.

## AUTRES TRAVAUX GEODESIQUES EFFECTUÉS AUX AÇORES

### 1/ Stations de Laplace.

8 stations de Laplace ont été effectuées. 6 l'ont été aux stations 1, 2, 4, 6, 7 et 8, une à Santa-Maria et l'autre au Nord de Florès.

En chaque point les observations ont consisté en 2 soirées de détermination de latitude et longitude (méthode des hauteur égales) et au moins 3 soirées d'azimut. Ces observations ont été faites au D K M 3 A à micromètre impersonnel sauf à Florès où elles ont été effectuées au T3.

Pour l'azimut on a expérimenté la méthode d'observations des temps de passage d'étoiles méridiennes basses de façon à minimiser les erreurs qu'introduit une mauvaise connaissance du nivellement de l'appareil. Les résultats paraissent excellents, environ 1 dmgr. d'erreur sur la moyenne d'une vingtaine de couples pour une détermination. A certaines stations des comparaisons ont pu être faites avec des déterminations par observations de la polaire : il ne semble pas y avoir de désaccord entre les deux résultats (étoiles basses et polaire) à condition que les observations soient prises au cours des mêmes nuits. Pour la polaire il faut être sûr d'une bonne connaissance du nivellement de l'appareil : ce peut être le cas avec le D K M 3 A.

### 2/ Liaisons géodésiques directes entre Îles.

Ces liaisons ont pour but de confirmer certaines jonctions effectuées antérieurement par l'Institut Géographique Portugais.

**Florès - Corvo.** Un point de Corvo a été lié au réseau géodésique de Florès au moyen d'observations azimutales et d'une mesure de distance au telluromètre à partir du point 8.

**Faial - S. Jorge - Graciosa.** Les points 5, 6 et 7 ont été liés entre eux par des mesures azimutales aux 3 sommets du triangle et deux mesures au telluromètre 5-7 et 5-6.

**Pico - S. Jorge - Terceira.** Les 3 angles du triangle 2-3-4 ont été observés et la longueur 2-4 mesurée au telluromètre.

S. Miguel - Sª Maria. Un grand triangle dont la base est dans S. Miguel a été entièrement observé : 3 angles et 3 distances.

Les résultats de ces liaisons sont bons : fermeture angulaire des grands triangles inférieure à 2 dmgr. et accord des longueurs (dans les cas de mesures surabondantes) à mieux que $10^{-5}$.
### 3/ Points de géoïde.

En vue d'une détermination astro-géodésique de la forme du géoïde quelques points géodésiques ont été déterminés également par observations astronomiques. En dehors des points de Laplace déjà mentionnés il y a eu :

1 point à Corvo,

1 point à Florès,

2 points à Faial,

3 points à S. Jorge,

3 points à Pico,

et 2 points à Terceira.

### 4/ Gravimétrie.

Pendant le déroulement des autres travaux, une équipe a fait des déterminations gravimétriques dans toutes les 1lles en vue de l'établissement d'une carte des anomalies de Bouguer. Cette équipe comprenait des opérateurs de l'I.G.N. assistés d'un ingénieur portugais de l'I.G.C. Le matériel se composait de trois gravimètres : deux appartenaient à l'I.G.N. (North American et Lacoste-Romberg), le troisième était un gravimètre Lacoste-Romberg, de construction récente, appartenant à l'I.G.C.

Il s'agissait de mesurer $g$ en des points à peu près uniformément répartis sur les 1lles et dont l'altitude devait être connue au mètre près ; malheureusement, ces points n'étaient pas souvent au voisinage immédiat des routes carrossables.

Les deux gravimètres de l'I.G.N. sont difficilement transportables et une grosse partie du travail a été exécutée à l'aide du gravimètre de l'I.G.C. Une mesure a été faite au sommet du Monte Pico, point culminant de l'archipel (2 351 m).

### 5/ Travaux complémentaires à Florès.

Dans le nord de l'île de Florès, quelques travaux géodésiques de détail ont été effectués pour compléter le réseau géodésique portugais dans cette zone.

## RESULTATS GENERAUX OBTENUS

Par la triangulation sur fusées, le groupe d'îles Ouest (San Miguel) peut être considéré comme rattaché au groupe central à 2 m près. Le groupe Est (Florès) est plus mal déterminé (de l'ordre de 10 m).

La précision sur le rattachement de l'ensemble au Système Européen est de l'ordre de 20 m.
ILES AÇORES

<figure><img src="image_19.png" /></figure>
AÇORES (1965)

<figure><img src="image_20.png" /><figcaption>Implantation des stations d'observation</figcaption></figure>
LA PHOTOGRAPHIE SUR FOND D'ETOILES
D'OBJETS LUMINEUX EN ALTITUDE
UTILISATION EN TRAJECTOGRAPHIE ET EN GEODESIE

H. M. DUFOUR

Ingénieur en Chef Géographe, Institut Géographique National

Depuis janvier 1961, date des premières expériences, l'Institut Géographique a développé régulièrement la technique de photographies sur fond d'étoiles d'objets lumineux en altitude et leur exploitation à des fins de contrôle trajectographique ou de géodésie. Cet article a pour but de faire le point sur les types d'observations qui ont été mises au point, les instruments, leurs utilisations et les méthodes de calcul.

PRINCIPE DE LA METHODE

La photographie sur fond d'étoiles d'un objet lumineux F, effectuée simultanément depuis plusieurs points au sol A, B, C ..., permet de déterminer les directions spatiales AF, BF, CF ... dans le trièdre cartésien terrestre. L'observation de plusieurs points F permet d'atteindre facilement les directions au sol AB, AC, BC ..., donc, de réaliser un réseau géodésique tridimensionnel.

Par rapport à la géodésie classique, l'innovation importante réside dans le fait que cette dernière donne assez facilement les azimuts des lignes AB, AC, BC (azimuts de Laplace), mais ne permet pas d'atteindre les distances zénithales correspondantes, à cause des incertitudes sur les calculs de la réfraction dans les basses couches de l'atmosphère : le passage par des points F en altitude permet de lever cette incertitude sur la réfraction.

L'objet lumineux F est, soit un flash porté par un avion ou un satellite, soit un satellite ballon éclairé par le soleil. Dans ce dernier cas, les chambres de prise de vue au sol doivent être munies d'obturateurs tournants dont la marche doit être connue à une précision du 1/1000° seconde par rapport au temps universel.

INSTRUMENTS UTILISES [1]

L'Institut Géographique a réalisé des chambres balistiques de prise de vue munies de 2 obturateurs :

1 obturateur à palette, destiné à la photographie des étoiles, fonctionnant au 1/100° seconde,

1 obturateur tournant, fonctionnant au 1/1000° seconde.
Ces chambres sont munies d'objectifs de focale $f = 30$ cm; ouvrant à $f/5$. Les plaques de prises de vue sont au format 18 cm x 18 cm. La mise à l'heure des obturateurs tournants est réalisée par des chronomètres à quartz, comparés aux signaux horaires internationaux avec une précision de l'ordre du $1/1000^\circ$ seconde.

L'ensemble de l'équipement, d'un poids inférieur à 100 kg, est très transportable.

## UTILISATION EN TRAJECTOGRAPHIE

Les chambres balistiques, qui permettent de définir des directions spatiales à la précision de $10^{-5}$ radian, sont d'abord un excellent moyen de contrôle des autres appareils de trajectographie, d'exploitation plus rapide mais de précision moindre.

L'expérience classique consiste à faire évoluer un avion, muni d'un appareil émetteur de flashs et de répondeurs correspondant aux divers appareils dont on désire réaliser l'étalonnage. Les prises de vue optiques permettent d'obtenir à chaque instant les positions des flashs, donc celles des répondeurs, et par suite, d'obtenir pour chaque instrument la différence entre les grandeurs réelles et les grandeurs observées.

Depuis 1963, l'Institut Géographique réalise régulièrement de tels travaux à Hammaguir et Prétoria.

A Hammaguir, pour le compte du Service des Equipements de Champs de Tir (S.E.C.T.), les instruments suivants sont régulièrement étalonnés :

* Radar Aquitaine (Directions et distances),

* COTAR (Directions),

* SECOR (Distances).

A Hammaguir et Prétoria, pour le compte du Centre National d'Etudes Spatiales (C.N.E.S.), les stations DIANE (directions) sont aussi régulièrement contrôlées.

Pour le compte de la Société d'Etudes et de Recherches d'Engins Balistiques (S.E.R.E.B.), en 1966, les chambres balistiques ont pu, grâce à leur obturateur tournant, photographier la *rentrée d'engins dans l'atmosphère*. La reconstitution de la trajectoire se fait à une précision de l'ordre de 10 m à 50 km.

## UTILISATION GEODESIQUE

La photographie synchrone des satellites ECHO I, ECHO II, et plus récemment PAGEOS, est passée progressivement du domaine de l'expérimentation à celui de la réalisation pratique à des fins géodésiques. Les étapes de ce travail sont les suivantes :
1963 : Observations synchrones sur ECHO I à partir de 4 points français (Bretagne, Alsace, Provence, Gironde). Peu de soirées d'observations. Les résultats sont corrects en planimétrie, assez décevants en altimétrie (100 m)

1964 : Jonction France-Sahara [2, 6]

<figure><img src="image_21.png" /></figure>

Les 5 points sont connus en planimétrie dans le système de la triangulation européenne. Un calcul de "nivellement astronomique" (utilisant toutes les déviations de la verticale connues en France, Italie, Espagne, Afrique du Nord), a permis aussi de définir leur altitude au-dessus de l'ellipsoïde international.

A partir des points français connus, on a recalculé, par l'ensemble des photographies synchrones sur ECHO I, les positions des points sahariens ; on trouve des écarts de l'ordre de 10 m entre ces nouvelles positions et celles données par la géodésie classique. Les écarts les plus grands sont en altimétrie et en distances, les accords azimutaux étant excellents.

1965 : Jonction des Açores au continent européen [9]

Cette opération a permis de relier les 3 groupes d'îles des Açores au système européen. Le schéma (*) montre les positions des chambres d'observation qui ont fourni des résultats exploitables (8 stations équipées de chambres françaises, et la station britannique de Malvern). Les observations ont duré 5 semaines. Chaque station française était dotée de 2 chambres balistiques.

Au point de vue calcul, 20 points visés dans le ciel ont été retenus. Les stations européennes ont été considérées comme "points anciens" ; les distances entre les 3 groupes d'îles et leurs azimuts, qui ont par ailleurs été déterminés par des opérations de géodésie classique et de géodésie sur fusées parachutées, ont été imposés dans la compensation.

La précision des résultats finaux sur les positions des Açores est de l'ordre de 20 m.

La comparaison, en précision, de l'opération par rapport à la jonction France-Afrique du Nord, fait ressortir une amélioration dans la sûreté des observations ; la précision individuelle des directions dans l'espace est 1/150 000° : aucune observation n'a été rejetée.

Août 1966 : L'Institut Géographique National a participé aux observations européennes sur ECHO I, ECHO II et PAGEOS, dont le programme a été défini par la réunion de mai 1966 à Copenhague de la Sous-

<footnote>(*) Voir p. 40</footnote>
Commission pour l'Europe Occidentale de la Commission Internationale des satellites artificiels.

La station de Goult (Provence) a été occupée du 8 août au 12 septembre.

Novembre 1966 : L'Institut Géographique a observé PAGEOS aux 4 sommets du quadrilatère Hammaguir, Ouargla, Tanout, Bamako, de façon à rattacher le point de Tanout (réceptacle d'engins lancés d'Hammaguir).

## EVOLUTION DANS LES CALCULS [2, 5, 6, 7]

Tous les calculs relatifs aux Açores ont été programmés sur la CAB 500, calculateur de faible vitesse installé à 1'I.G.N. Les opérations de dépouillement comprennent :

1/ Réduction des étoiles du FK 4 existant dans un cercle de rayon 6 cm autour du centre plaque. Calcul de leur position théorique sur la plaque,

2/ Observations au comparateur,

3/ Lissage des positions des flashs sur la plaque (polynôme du 3ème ou 4ème degré en fonction du temps),

4/ Etablissement d'une formule homographique permettant de passer des coordonnées plaque des étoiles à leurs cosinus directeurs dans le système cartésien terrestre. Application de cette formule aux flashs,

5/ Intersection dans l'espace des flashs, à partir de positions connues (ou approchées) des stations,

6/ Calcul de positions inconnues de stations, selon des hypothèses diverses (les stations, distances ou azimuts peuvent être imposés avec des poids variables).

Les différentes étapes de ce travail sont actuellement en cours de programmation sur un ordinateur puissant, la CDC 3600. (A titre d'exemple, la recherche des étoiles d'une plaque et leur réduction dure 40 minutes sur CAB 500 et 2 secondes sur la CDC 3600).

## CONCLUSION

Au fur et à mesure de l'avancement des travaux, les observations en géodésie spatiale ont gagné en précision et surtout en "fiabilité". On admet actuellement qu'une direction sur un satellite du type ECHO est définie au 150000° ; sur PAGEOS, on pense avoir environ 1/250000°. Dans l'opération "Açores", on note malgré tout des discordances sur les points anciens qui atteignent le décamètre. La géodésie spatiale n'en reste pas moins un merveilleux outil de travail au travers des océans, des forêts et des déserts. Son utilisation a tendance à devenir extrêmement fréquente.
BIBLIOGRAPHIE

[1] Institut Géographique National. Groupe d'Etudes Spatiales, Chambres balistiques, COSPAR 1964.

[2] Centre National d'Etudes Spatiales et Institut Géographique National. Réseau Géodésique européen par observation de satellites. Symposium de Paris, 14-16 décembre 1964, publié par l'I.G.N.

[3] DECK M. - Détermination de la position d'objets lumineux mobiles, par photographie sur fond d'étoiles. Congrès International de Photogrammétrie. Lisbonne 1964, Bulletin de la Société Française de Photogrammétrie, p. 81 à 96.

[4] DUFOUR H. M. - Choix de formules de la réfraction atmosphérique pour les observations par chambres balistiques. Bulletin géodésique n° 73, septembre 1964, p. 217 à 229.

[5] FLEURY M. - Les calculs d'astronomie et de géodésie spatiale sur la calculatrice CAB 500 de l'Institut Géographique National. Bulletin géodésique n° 82, décembre 1966, p. 305 à 315.

[6] LEVALLOIS J.J., DUFOUR H. M. - Résultats de la jonction géodésique France-Afrique du Nord par visées synchrones sur ECHO I, COSPAR 1966.

Documents disponibles à l'Institut Géographique National

[7] DUFOUR H. M. - Géodésie spatiale, Etapes du calcul. n° 26 986

- Systèmes de référence pour la trajectographie. n° 26 985

- Calcul de la distorsion d'un objectif à partir des photographies d'étoiles. n° 26 987

- Exemple de calcul de prévision d'observations sur satellites ECHO I et ECHO II (Açores 1965). n° 27 008 B

[8] LACOMME-LAHOURGUETTE A. - Etude et programmation de la prévision des passages d'un satellite du type ECHO. n° 27 006

[9] LOUIS M. - Rapport sur la liaison géodésique Europe-Açores 1965. n° 27 008 A
# OBSERVATIONS OPTIQUES DU SATELLITE GEOS ETUDE DU POTENTIEL TERRESTRE

## MM. P. MULLER et F. BARLIER

Astronomes — Observatoire de Meudon

### I - OBSERVATIONS OPTIQUES DU SATELLITE GEODESIQUE GEOS - (P. MULLER) -

GEOS (1965-89A) a été lancé le 6 novembre 1965 ; il succédait au premier essai de satellite à éclats que représentait ANNA 1B (1962 βµ1). Mais les éclats d'ANNA avaient été commandés presque en totalité hors de portée des stations européennes, sa durée de vie utile a été relativement courte et notre participation, qui avait été souhaitée par la NASA, s'est bornée à quelques essais infructueux vers la fin de cette période.

L'opération GEOS se présentait nettement mieux à tous égards : énergie lumineuse, durée de vie, nombre et répartition des séries d'éclats, organisation générale. Nous avons toujours reçu en temps utile d'abord des prévisions à longue échéance (heures, coordonnées géographiques et apparentes, pour toutes les stations du "flash" central), puis des éléments plus détaillés, parfois légèrement corrigés, comportant les heures et les coordonnées équatoriales de chacun des éclats de la série, la distance à l'observateur etc... Rappelons ici que chaque série comprenait sept éclats à intervalles de 4 secondes, à raison de deux ou trois séries par passage. Tous les passages observables en Europe, souvent trois ou quatre par nuit, comportaient une ou deux séries. Le programme était donc très riche.

J'avais demandé cette fois le concours de l'Observatoire de Haute-Provence (O.H.P.), qui m'a été accordé, dans la mesure où le télescope de Schmidt pouvait prendre les clichés sans gêne pour ses autres programmes, grâce à la compréhension de M. Ch. FEHRENBACH. Les techniciens attachés à l'instrument ont assuré les observations de leur mieux ; devant les premiers succès, j'ai envoyé à l'O.H.P. un observateur de l'équipe de Meudon. M. R. FUTAULLY, pour les mois de mars et de juillet qui étaient particulièrement chargés en passages.

La technique consiste à prendre à l'heure dite et avec pour centre le point annoncé une première pose (durée totale 40 s pour contenir de façon certaine les 24 secondes de l'opération), puis aussitôt après une seconde pose de durée égale décalée en déclinaison de quelques minutes de degré vers le Nord. Les étoiles sont ainsi doublées, ce qui facilite la recherche des éclats ; en outre, on mesurera les deux poses de chacune des étoiles de référence.
Le film reçu à Meudon a été sommairement examiné et préparé à l'O.H.P. ; on a noté si les éclats sont visibles, parfois la trace du satellite lui-même. Le Nord est marqué ; M. FUTAULLY, recevant les prévisions détaillées calculées à Meudon, marquait en outre l'entrée et la sortie théoriques sur le bord du film. Tout le reste se fait dans le service. Placé entre deux glaces, le film est comparé à la carte du ciel ; on encadre les éclats ainsi qu'un certain nombre d'étoiles de repère (en principe 16), puis le cliché est mesuré sur le comparateur Zeiss, par deux opérateurs indépendamment, chacun faisant un aller-retour complet, donc quatre mesures par étoile et deux par éclat. La réduction est conduite à l'aide de l'ordinateur IBM 7 040 de l'Observatoire selon notre méthode mise au point il y a quelques années déjà pour les photographies d'ECHO. Celle-ci est globale en ce sens qu'on ne rapporte pas chaque objet (ici les éclats) à un petit groupe d'étoiles proches, mais que les constantes de réduction sont déterminées au contraire pour toute l'étendue du cliché à partir de l'ensemble des étoiles. Notre programme est à option ; il peut être à un, deux ou trois termes, selon les besoins, le champ notamment.

La précision interne se contrôle par des résidus entre les positions des étoiles calculées à partir des mesures sur le cliché et des constantes de réduction, et leurs positions de catalogue. Nous avons toujours fait usage de celui du Smithsonian Astrophysical Observatory (S.A.O.), que nous avons reçu sur bande magnétique en 1965 et qui comporte plus de 200 000 étoiles ; sa cohérence interne paraît très satisfaisante, et il sert de référence commune à la plupart des participants à ce genre d'opérations.

## Résultats

Les techniciens de l'O.H.P. ont dû assimiler ce programme nouveau; les tout premiers clichés ont été pris avec une seule pose et la recherche des éclats y est presque sans espoir. Un certain nombre de clichés ont été pris malgré un voile nuageux, ce qui introduit un déchet important, justifié cependant par le fait que parmi ces clichés quelques-uns se sont révélés exploitables. Chaque mois, on perd environ une semaine autour de la pleine Lune. Enfin le satellite a cessé d'émettre des éclats à la fin de novembre 1966.

En tout, 179 clichés ont été pris dont 124 exploitables; pour mars et juillet seuls, lors des séjours de M. FUTAULLY, les nombres sont 105 et 83, le rendement donc très supérieur ce qui est normal.

La précision interne est excellente si l'on veut bien se souvenir que le comparateur Zeiss donne le micron, soit au foyer du Schmidt sensiblement 0,3. En effet, le résidu moyen par étoile, tel que nous l'avons défini plus haut, est (sur les 40 premiers clichés) :

$$ \text{en } \Delta \alpha \cos \delta \qquad 0^{\prime\prime}25 $$

$$ \text{en } \Delta \delta \qquad 0^{\prime\prime}32 $$

ce qui est tout à l'honneur tant des opérateurs qui ont mesuré les clichés, que du catalogue S.A.O. On doit considérer aussi que nos méthodes de réduction sont très sûres.
## II - ETUDE DU POTENTIEL TERRESTRE - (F. BARLIER)

Nous avons entrepris des recherches sur la détermination des éléments osculateurs de l'orbite d'un satellite artificiel à partir des observations faites en une seule station, et sur leurs utilisations possibles. Le champ d'application de ces recherches était l'étude du potentiel terrestre (F. BARLIER, Bulletin Astronomique T. XXV, fasc. 4), pour laquelle nous avions démontré l'intérêt de faire appel à ces éléments. Ils ont en effet une signification très claire dans le cadre de l'excellente théorie du mouvement d'un satellite développée par BROUWER.

Nous avons montré ensuite comment ces éléments osculateurs pouvaient conduire à la détermination des harmoniques zonaux dans des conditions particulièrement favorables, en faisant intervenir au minimum des effets secondaires dus au frottement atmosphérique, aux harmoniques tesseraux encore inconnus etc... Ce point est très important lorsqu'il n'est pas possible de déterminer simultanément dans un même système d'équations toutes les inconnues du problème (harmoniques dépendant de la latitude seule, et harmoniques dépendant aussi de la longitude). Par ailleurs un nombre relativement restreint d'observations suffit.

Nous avons vu enfin qu'il était possible de suivre les variations à courte période des éléments osculateurs le long de la trajectoire, et que nous avions donc là un outil pour étudier certaines anomalies locales du champ de pesanteur.

A titre d'application, nous avons recalculé les deux premiers termes du potentiel terrestre ; nous avons trouvé :

$$J_2 = 1\,082,47 \pm 0,24 \cdot 10^{-6},$$

$$J_3 = -2,21 \pm 1,25 \cdot 10^{-6},$$

Le manque d'observations appropriées à l'objectif visé n'a pas permis, malheureusement, de développer davantage l'intérêt pratique de ces considérations théoriques. Mais l'apparition de la technique du laser, parallèlement aux progrès des méthodes photographiques plus précises (poursuiteur de satellites de Nice, chambres de Schmidt pour la photographie des éclats de GEOS) devrait conduire dans la même voie à des études plus fines du potentiel terrestre.

Aujourd'hui, des progrès importants ont été accomplis dans la connaissance du champ de gravitation ; le travail le plus complet sur le sujet a été présenté par le Smithsonian Astrophysical Observatory sous le titre de "Standard Earth", au congrès 1966 de Cospar à Vienne. (Space Research VI, sous presse) On peut citer aussi : "The Earth Gravitational Potential derived from Satellite motion" par Y. KOZAI (Space Science Review, septembre 1966). Ces deux publications donnent de très nombreuses références et font le point de la question.
# LES EXPERIENCES GEODESIQUES A L'AIDE DES SATELLITES D1

J. KOVALEVSKY

Astronome — Bureau des Longitudes

## I - L'EXPERIENCE D1 A

Un programme de géodésie par satellites a été entrepris en France sous l'égide du Centre National d'Etudes Spatiales qui a procédé, le 17 février 1966 au lancement du satellite D1 A qui, bien qu'essentiellement technologique, possède à son bord deux émetteurs stabilisés en fréquence permettant une poursuite radio-électrique Doppler précise de ce satellite.

Ce premier lancement a été couronné de succès. Placé sur orbite d'excentricité 0,140, d'inclinaison 34°5' et un demi-grand axe de 8005 km (périgée 508 km, apogée 2745 km), le satellite emporte à son bord, un oscillateur à quartz stable thermostaté qui commande les fréquences de deux émetteurs sur 149970 khz et 399920 khz avec une puissance de 0,1 watt. Les émissions sont déclenchées par télécommande de stations au sol et durent 16 minutes. Deux émissions de 16 minutes successives peuvent être déclenchées.

Deux, puis trois stations équipées pour recevoir ces émissions ont été placées à Nice (France), Beyrouth (Liban) et Hammaguir (Sahara) constituant ainsi un triangle dont deux points seulement (Nice et Hammaguir) sont rattachés au système géodésique Europe 50. Les observations ont duré plus de quatre mois et les stations ont observé les courbes Doppler pour 3 et 5 passages par jour de ce satellite.

Le but de l'expérience est de tenter le rattachement de Beyrouth au système géodésique des deux autres stations en supposant connu :

1. Le champ de gravitation de la Terre,

2. La position du centre de gravité de la Terre par rapport au centre de l'ellipsoïde Europe 50.

Les observations ainsi obtenues ont été étudiées et une partie a été réduite avec un modèle grossier du champ de gravitation et les résultats ont montré qu'une réduction plus fine devrait atteindre le but recherché. Le calcul, toutefois, ne pourra être définitif que lorsqu'une détermination indépendante de la position du centre de gravité aura été faite, c'est-à-dire lorsque la seconde partie des expériences D1, projetée avec les satellites D1 C et D1 D aura été réalisée.
## II - PROJET D1C ET D1D

Le lancement de ces deux satellites est prévu en février 1967. En plus de l'équipement que l'on trouve déjà à bord de D1A, des trièdres réflecteurs seront placés sur le satellite qui sera stabilisé par champ magnétique, et permettront des observations de distances par laser.

Trois stations d'observations possédant simultanément un récepteur radio-électrique (effet Doppler) et un laser sont situées à St-Michel-l'Observatoire (France), Stephanion (Grèce) et Colomb-Béchar (Algérie). Chaque station en possession d'une horloge atomique sera synchronisée par transport d'horloge. D'autre part, la poursuite optique de ces satellites sera assurée par le réseau de chambres de Baker-Nunn du Smithsonian Astrophysical Observatory (Etats-Unis) dont les positions sont rapportées au centre de gravité de la Terre et par la chambre de poursuite de satellites de Nice. Les éléments d'orbite, calculés d'après ces observations serviront à réduire les observations faites sur ce triangle pour déterminer les positions de ces stations - et par conséquent du système géodésique européen-par rapport au centre de gravité de la Terre.

Ce résultat étant acquis, il sera possible de procéder à la réduction définitive des observations de D1A pour déterminer la position de Beyrouth.

## III - PREPARATION THEORIQUE DE L'EXPERIENCE

La préparation des calculs pour la réduction des observations précédentes a été entreprise au Bureau des Longitudes. Les principes suivants ont été adoptés pour ces réductions.

1/ Le mouvement du satellite artificiel sera décrit par une théorie analytique des variations des éléments osculateurs en fonction du Temps calculés par résolution littérale des équations de Lagrange.

2/ Les inconnues seront déterminées en appliquant aux équations de condition le critère des moindres carrés. Les coefficients des équations de condition seront calculés analytiquement par dérivation de la solution du problème des deux corps corrigé des termes séculaires en $J_2$.

3/ On négligera dans la théorie analytique du mouvement tous les termes à courte période d'ordre 2 (c'est-à-dire en $J_2$ ou en $J_n$ avec $n \ge 3$ ou en $J_{pq}$ quels que soient p et q). On ne conservera des effets des harmoniques tessérales que les termes indépendants de l'anomalie moyenne, ou ceux qui, pour $12 \le p, q \le 15$ donnent lieu à des résonances. En particulier, D1A est très près de la résonance avec les termes en $J_{p12}$.

4/ Les petites perturbations à longue et moyenne période seront calculées une seule fois par passage de satellite et non pour chaque observation.
5/ Tous les calculs sont rapportés à une Terre dont les éléments sont conformes au système de constantes fondamentales de l'U. A. I. [1].

Une théorie analytique complète, avec les limitations ci-dessus, pour toutes les harmoniques zonales $J_n$ avec $2 \le n \le 12$ et toutes les harmoniques tessérales $J_{pq}$ avec $1 \le p, q \le 8$ a été établie pour pouvoir utiliser le modèle de Terre de GUIER et NEWTON [2]. Les calculs supplémentaires nécessaires pour pouvoir utiliser les coefficients de la "Standard Earth" de GAPOSHKIN [3] sont actuellement entrepris. Les perturbations luni-solaires et celles dues au frottement atmosphérique avec un modèle d'atmosphère actualisé par l'observation simultanée de satellites bas ont également été programmées.

## REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

[1] W. FRICKE, D. BROUWER, J. KOVALEVSKY, A. A. MIKHAILOV, G. A. WILKINS - *Transactions of the IAU*. Vol. XII B, Academic Press, p. 599, 1964.

[2] GUIER et NEWTON - *Journal of Geophysical Research*, 70, p. 4613. 1965.

[3] GAPOSHKIN - sous-presse à publier dans *Space-Research* n°7 (Congrès de Vienne, 1966).
ANNEE GEOPHYSIQUE INTERNATIONALE
ET COOPERATION INTERNATIONALE GEOPHYSIQUE
LONGITUDES ET LATITUDES

Anna STOYKO

Observatoire de Paris

La durée totale de l'Année Géophysique Internationale (A. G. I.) et de la Coopération Internationale Géophysique (C.I.G.) a englobé la période du 1er juillet 1957 au 31 décembre 1959. Les observations de longitude et de latitude faisaient partie de la section VIII de cette vaste opération.

En ce qui concerne les longitudes il s'agissait de la 3ème Opération Mondiale qui faisait suite aux Opérations de 1926 et 1933. La 3ème Opération des Longitudes Mondiales différait des deux précédentes par sa durée totale de deux années et demi au lieu de 2 mois comme cela a été le cas pour chacune des Opérations de 1926 et 1933. Par conséquent, le nombre des données rassemblées au cours de cette longue période a été beaucoup plus considérable, comme en témoigne le tableau suivant :

<table><thead><tr><td>Opération</td><td>Nombre de stations</td><td>Observ. astr.</td><td>Récept. de sign. hor.</td></tr></thead><tbody><tr><td>1re</td><td>42</td><td>1 716</td><td>7 381</td></tr><tr><td>2ème</td><td>71</td><td>2 495</td><td>16 260</td></tr><tr><td>3ème</td><td>52</td><td>42 192</td><td>~ 1 000 000</td></tr></tbody></table>

La 3ème Opération Mondiale [6] a eu pour but la détermination plus précise des coordonnées astronomiques des observatoires participants, ainsi que l'étude des variations de ces coordonnées. De ces études il résultera :

a) une amélioration de la détermination du temps terrestre ;

b) la détermination plus précise des irrégularités de la rotation terrestre ;

c) une amélioration des catalogues d'étoiles.

Nous avons utilisé [2] les résultats des déterminations de l'heure faites avec 97 instruments astronomiques, ainsi que les résultats de 150 horloges à quartz, de 50 pendules de haute précision et de 5 étalons atomiques qui ont assuré la conservation de l'heure pendant la période étudiée.
Dans la détermination des longitudes nous avons tenu compte du temps universel uniforme provisoire (TU2), affranchi de l'influence du déplacement du pôle instantané (Δλ) et de celle de la variation saisonnière de la rotation de la Terre (ΔT<sub>s</sub>). Au total, le TU2 peut être représenté par la formule suivante :

$$TU2 = TUO + \Delta\lambda + \Delta T_s,$$

où TUO est le temps universel classique.

Nous avons trouvé, en utilisant les résultats des étalons atomiques, la formule suivante pour la variation saisonnière de la rotation de la Terre :

$$\Delta T_s = +0.0233 \text{ Sin } 2\pi t - 0.0140 \text{ Cos } 2\pi t - 0.0054 \text{ Sin } 4\pi t + 0.0060 \text{ Cos } 4\pi t.$$

Nous avons tenu compte de différents systèmes des coordonnées du pôle instantané dans le calcul des longitudes pour faciliter la comparaison avec les autres opérations. Toutes les longitudes ont été recalculées en utilisant le catalogue fondamental d'étoiles FK4.

Un des buts principaux des Opérations Internationales des Longitudes consiste dans la détermination des longitudes des points fondamentaux et de leur variation entre les deux Opérations. Nous donnons ci-dessous les valeurs des variations séculaires des longitudes déterminées d'après les données des trois Opérations Mondiales (en 0.0001 par an) :

Japon - Europe : -1 ; Europe - Amér. Nord : +5 ; Amér. Nord - Japon : -4

De plus, en tenant compte de la réduction de l'heure définitive dans un système uniforme [1] nous avons déterminé les variations séculaires des longitudes [5] d'après les résultats des services horaires obtenus pendant la période 1925 - 1963 et nous avons trouvé les mêmes valeurs. Par conséquent, il y a une diminution de la différence des longitudes entre l'Europe et l'Amérique du Nord et l'augmentation de la différence des longitudes entre l'Amérique du Nord et le Japon. Ces variations des longitudes peuvent provenir ou des déviations de la verticale dans le sens est-ouest ou des mouvements des continents.

Depuis la fin du XIXème siècle le Service International des Latitudes (S.I.L.) a été chargé de la détermination du mouvement du pôle. Mais après la création et l'introduction dans le travail courant des instruments astronomiques polyvalents permettant la détermination simultanée de l'heure et de la latitude, beaucoup d'observatoires ont commencé à déterminer régulièrement la latitude. De plus, la création en 1955 du Service International Rapide des Latitudes (S.I.R.) dont le but fut de déterminer le mouvement du pôle pour le fonctionnement normal des services horaires [4] a stimulé également la détermination des latitudes. Nous avons pu réunir [3] les résultats d'observations de latitudes dans 42 observatoires qui ont travaillé pendant la dernière Opération Mondiale (A.G.I. et C.I.G.) en utilisant 50 instruments astronomiques. Nous avons déterminé les latitudes moyennes de ces observatoires, ainsi que le mouvement du pôle instantané.
La 3ème Opération Mondiale peut être considérée comme la première en tant qu'Opération Mondiale des Latitudes. Elle servira de base de départ pour les opérations suivantes.

Nous avons pu déterminer le terme non polaire Z. En plus de la partie locale de ce terme il existe une partie générale. En choisissant les résultats de 38 instruments dont les catalogues d'étoiles ont été améliorés par la méthode "en chaîne", nous avons trouvé l'expression suivante :

$$Z_{38} = 0''038 \cos(t - 354^\circ).$$

En séparant les résultats d'après le type d'instrument ou d'après la latitude des stations, nous avons trouvé les expressions analogues pour le terme Z dans la limite de la précision des résultats. La partie locale du terme Z peut prendre quelquefois une valeur très importante (Washington, par exemple). Ainsi, nous avons pu tirer quelques conclusions générales :

1/ Le terme annuel du mouvement du pôle a la même amplitude et la même phase que celles qui ont été déterminées d'après l'étude de 60 années du S. I. L. :

$$x_a = +0''087 \sin(18^\circ t + 201^\circ), \quad y_a = +0''087 \sin(18^\circ t + 292^\circ);$$

2/ Le terme semi-annuel du mouvement du pôle est égal à :

$$x_{1/2} = +0''017 \sin(36^\circ t - 54^\circ), \quad y_{1/2} = +0''017 \sin(36^\circ t + 126^\circ);$$

3/ La semi-amplitude du terme de la nutation libre chandlérienne a varié d'une façon presque linéaire de 0''253 à 0''188 ;

4/ La période de la nutation libre est égale à 1°194 ;

5/ Il existe une partie générale du terme Z qui ne dépend ni de la latitude, ni du type d'instrument des stations.

## BIBLIOGRAPHIE

[1] Mme STOYKO A. - La réduction des heures définitives dans un système uniforme et au pôle moyen de l'époque. *Bull. Horaire, Série H*, n° 2, p. 41-44, 1964.

[2] Mme STOYKO A. - La Troisième Opération Internationale des Longitudes : Historique, Méthodes, Résultats. *Annals of the International Geophysical Year*. Volume : Longitudes, p. 1-371, 1966.

[3] Mme STOYKO A. - Variation des Latitudes et mouvement du pôle instantané pendant l'A.G.I. et la C.I.G. *Annals of the International Geophysical Year*. Volume : Latitudes, 2ème p. 23-85, 1966.

[4] Mme STOYKO A. et M. STOYKO N. - La détermination du mouvement du pôle et son utilisation pour l'amélioration de l'heure. *Bull. Astronomique*, t. 21, p. 205-259, 1957.
[5] Mme STOYKO A. et M. STOYKO N. - Détermination du mouvement de l'écorce terrestre d'après les observations astronomiques. Proceedings of the second international symposium on recent crustal movements, Aulanko, Finlande, *Annales Academiae Scientiarum Fenicae*. Séries A, III, 90, p. 379-384, 1966.

[6] STOYKO N. - La Troisième Opération Internationale des Longitudes. *Bull. Hor.*, Série 4, n° 5, p. 97-106, 1956.
# EVOLUTION MODERNE
DES INSTRUMENTS ET DES TECHNIQUES
DE LA TOPOMETRIE DE HAUTE PRECISION

J. COMMIOT

Ingénieur en Chef Géographe, Institut Géographique National

Au cours des dernières années, les méthodes et les moyens mis en oeuvre dans les opérations de topométrie de précision ont subi une évolution rapide, en rapport avec les progrès réalisés dans tous les domaines scientifiques et techniques. Pour de nombreux ouvrages d'art ou pour les grandes réalisations modernes telles que radiotélescopes, centrales nucléaires, accélérateurs de particules, instruments de trajec-tographie, des mesures aux tolérances très strictes sont nécessaires au moment de la construction et de la mise en place, et des contrôles ulté-rieurs sont souvent demandés (études de stabilité, de déformations, contrôle de surfaces).

Les exigences sans cesse accrues de précision ont nécessité une étude plus poussée des instruments et des méthodes. Pour obtenir la précision maximale compatible avec les conditions de travail, non seu-lement des perfectionnements ont été apportés au matériel existant, mais encore des instruments nouveaux ont été créés, certains mêmes étant spécialement réalisés pour des tâches très particulières. En ce qui concerne les méthodes, dans la plupart des cas, le schéma général des déterminations résulte des principes classiques, l'amélioration touchant essentiellement le soin et les précautions qu'il faut apporter à chaque opération élémentaire. Certains travaux, néanmoins, ont demandé la mise au point de nouvelles méthodes de calcul, qui ont eu, ipso facto, pour corollaire une modification des procédés d'observation.

Actuellement, le matériel et les instruments utilisés, les méthodes adoptées permettent d'obtenir une homogénéité remarquable, fonction de l'étendue du chantier. C'est ainsi que l'étude des déformations d'ouvrages, certains contrôles (de verticalité, d'alignement, de surfaces) peuvent être réalisés avec des indécisions de quelques dixièmes de millimètre au maximum, tant en nivellement qu'en planimétrie, même lorsqu'il s'agit d'opérations périodiques, pouvant être séparées dans le temps par des intervalles de plusieurs mois.

Au cours des opérations "de terrain" (expression consacrée, bien que les travaux soient souvent sur un site très limité, voire à l'intérieur d'un bâtiment), tous les problèmes traités en topométrie de précision font intervenir des mesures de longueur, des mesures angulaires, des opérations de nivellement. En dehors de conditions évidentes (compétence des opérateurs, sûreté des méthodes), la valeur des résultats dépend
avant tout de la qualité et des performances du matériel et des instruments et du soin apporté à la définition matérielle des points déterminés et à la réalisation des centrages.

Parmi les problèmes dont l'étude pourrait faire l'objet de longs développements, cet article aborde les principaux points méritant, dans ce domaine, une attention particulière, et signale au passage quelques réalisations caractéristiques.

Pour qu'à chaque mise en station d'un théodolite, d'un repère de visée ou d'un repère de mesure de longueur sur un point déterminé, la verticale soit correctement définie, il est absolument nécessaire que le *centrage* soit assuré avec une grande précision. Sur un pilier ou un support matériel existant, une première solution, adoptée notamment pour les contrôles périodiques de stabilité des grands barrages hydroélectriques, fait appel à un socle de bronze à trois bossages (point - trait - plan). Plus commodes d'emploi et plus précis sont les dispositifs à *centrage forcé* : cylindre ou sphère porté par l'instrument et repère creux de même diamètre. Le cylindre adopté pour les théodolites Kern, par exemple, s'adapte sur un socle spécial ; en Allemagne, des normes strictes imposent à tous les constructeurs un cylindre de centrage (diamètre 34 mm, hauteur 33 mm) faisant corps avec l'instrument. L'I.G.N. utilise, pour les théodolites Wild T2 et T3, les "boules de centrage", sphères métalliques de 16,52 mm de diamètre, dont le centre est placé sur l'axe de rotation de l'alidade. Après l'étude de diverses solutions, les ingénieurs du C.E.R.N., chargés des contrôles du synchrotron, à Genève, ont adapté au théodolite Wild T3 des boules de nylon, dont le diamètre (30 mm) est supérieur de 0,01 mm à l'alésage des plaques de référence, cette solution permettant de supprimer les jeux de quelques microns qui subsistent dans les meilleures boules métalliques.

Le centrage des divers repères (mirettes, repères de mesure de longueur) est réalisé automatiquement par leur mise en place dans les repères creux utilisés avec les instruments à "centrage forcé". Mais cette solution ne peut convenir dans tous les cas : certains impératifs de chantier interdisent parfois la construction de piliers massifs ; d'un autre côté, la stabilité d'un pilier au cours du temps peut difficilement être assurée, et cette circonstance exige, pour des travaux périodiques s'étenant sur plusieurs années, des contrôles supplémentaires qui peuvent être prohibits. L'I.G.N. a mis au point une colonne pour mise en station, composée d'éléments tubulaires en acier de forte résistance, éléments de 5, 10, 15 et 30 cm se vissant l'un sur l'autre, et qui rend de grands services, notamment à l'intérieur de bâtiments. Sur le terrain proprement dit, on utilise comme support un trépied très stable : pied I.G.N. M¹e 58, dont les branches sont fixées, par l'intermédiaire de joints Entrepose orientables, à trois pieux ancrés à force dans le sol. Le centrage sur le repère au sol (repère "à aiguille") (*) s'effectue à l'aide d'un appareil de centrage, dont deux types sont employés :

<footnote>(*) Repère en bronze percé d'un trou de 0,5 mm de diamètre. Dans de nombreux cas, c'est une aiguille à broder, noircie, qui a été utilisée, avec ce type de repère, comme point visé.</footnote>
- les appareils à lunette plongeante, dont la nivelle solidaire de la lunette a un rayon de courbure de 16 m ; la mise en place est assurée par le déplacement de deux plateaux à queue d'aronde dans deux directions rectangulaires ; un plateau centreur, fixe ou remplaçant la lunette centre pour centre, reçoit ensuite le théodolite ou les repères de visée. Avec cet instrument, le centrage est assuré avec une indécision de l'ordre de 0,2 mm ;

- les appareils à canne de centrage, où le centrage (à 0,1 mm près) est obtenu à l'aide d'une tige d'acier de 14 mm de diamètre por tant une pointe à sa partie inférieure et une boule à sa partie supérieure.

Aux questions de centrage se rattachent celles de la matérialisation ou de la définition d'une *verticale*. Les lunettes nadiro-zénithales résolvent facilement ce problème dans bien des cas. Un simple théodolite Wild T2, muni d'un oculaire coudé, définit très correctement une verticale ascendant : quatre instruments de ce type ont été utilisés pour la mise en place du miroir sphérique (d'une hauteur de 35 m au-dessus du sol) lors de la construction du radiotélescope de Nançay. Joints à d'autres contrôles, des relèvements sur des fils à plomb amorti ont permis, dans la pile d'un réacteur, de rattacher entre elles plusieurs figures de base à des niveaux différents. A la centrale nucléaire EDF 3 (Chinon), de l'Electricité de France, l'étude de la verticalité des puits de chargement des barres d'uranium a conduit l'I.G.N. a réaliser un appareillage spécial, comportant un appareil de centrage du type précédemment décrit, et une seconde lunette plongeante permettant la mise au point de 0,03 m à 0,25 m. Pour la mise en place du grand réflecteur d'antenne du C.N.E.T. (Centre National d'Etudes de Télécommunications) à St-Santin-de-Maurs (Cantal), on a utilisé un fil d'invar suspendu, la partie supérieure de l'antenne étant à 25 m au-dessus du sol.

Les opérations de *nivellement* utilisées en topométrie de haute pré-cision ne diffèrent guère des opérations courantes du nivellement de pré-cision, si ce n'est par l'emploi plus fréquent de mires de hauteurs plus faibles. L'I.G.N. a réalisé récemment un matériel dont le besoin s'était maintes fois déjà fait sentir ; il s'agit de rubans en invar à suspension verticale, analogues à ceux des mires de nivellement. Livrés en éléments assemblables de 3 m, 2 m et 1 m, et utilisés sous une tension de 10 kg, ces rubans permettent la mesure très précise d'une distance verticale ; l'étalonnage est effectué dans les laboratoires de l'I.G.N., la valeur du coefficient d'élasticité et du poids propre de chaque élément permet de tenir compte de l'allongement de l'ensemble. Des mesures périodiques ont été entreprises, en particulier avec ce matériel, à la centrale nucléaire EDF 4 à St-Laurent-des-Eaux (Loir-et-Cher), pour étudier le comportement du béton précontraint : la plus grande distance verticale actuellement contrôlée atteint 48 mètres, et les résultats obtenus sont une des premières (sinon la première) vérifications expérimentales des calculs théoriques.

Les altitudes obtenues par *nivellement indirect* à courte distance ont elles-mêmes une précision analogue à celle du nivellement direct : un dispositif lié à la boule de centrage permet, en effet, d'amener l'axe
optique du théodolite à une hauteur connue au-dessus du plateau, déterminée exactement en laboratoire ; une règle graduée munie d'un vernier au vingtième de mm donne la cote du plateau au-dessus du repère. Et l'homogénéité des valeurs obtenues pour les positions planimétriques et les altitudes a permis d'envisager la détermination simultanée des trois coordonnées d'un point, par un calcul de "triangulation spatiale", le programme du calcul étant établi pour la calculatrice CAB 500 de l'I.G.N. Naturellement, cette méthode entraîne quelques modifications dans la procédure classique des observations, mais un gain de temps très appréciable est obtenu au dépouillement, circonstance d'autant plus favorable que le nombre de points déterminés est plus élevé.

La mise à l'échelle des "microtriangulations" nécessaires à la plupart des travaux de topométrie de haute précision est assurée par des mesures de longueur au fil d'invar. Les principales améliorations apportées au matériel classique portent essentiellement sur les poulies : poulies de grand rayon "sans frottement", poulies à couteau, de haute sensibilité réalisées par le C. E. R. N. à Genève. C'est au C. E. R. N. également qu'a été mis au point, il y a quelques années, un nouvel appareil de mesure de distances où toute la partie classique (poulie à couteau, réglette, microscope de lecture, dispositif de tension du fil, poids teneur) est remplacé par un dispositif de mise sous tension et de lecture très rapide. Les repères étant constitués par des pièces métalliques comportant un alésage vertical de 30 mm de diamètre, le fil d'invar est tendu entre un appareil de lecture directe des appoints et un balancier à trois couteaux, portant un poids de quelques kilos, la mise en place étant assurée par une nivelle sphérique. Le banc d'étalonnage du C.E.R.N. permet la confection de fils de longueur quelconque, et les mesures directes ainsi obtenues sont d'une précision tout à fait remarquable, les conditions de travail étant pratiquement celles d'un laboratoire. L'I.G.N. dispose de plusieurs appareils du type C. E. R. N., utilisés avec des fils de 24, 48 et 72 m, étalonnés sur une base spéciale construite à St-Mandé. Cet instrument est appelé à rendre de grands services, en raison de sa rapidité et de sa commodité d'emploi (deux opérateurs suffisent pour la mesure, alors qu'il faut cinq personnes avec le matériel classique). L'I.G.N. a réalisé également des rubans d'invar de 12 et de 24 m, portant une graduation millimétrique à une extrémité et une graduation décimétrique sur toute la longueur : ils sont d'une utilisation courante, à plat ou en suspension, sur maints chantiers.

Depuis longtemps étudiés, les instruments de mesures angulaires n'ont reçu au cours des dernières années que des modifications de détail. Une étude systématique de la variation de la collimation en fonction de la mise au point a été faite à l'I.G.N. : contrairement à ce qui se passe en triangulation, en topométrie, la mise au point doit être modifiée pratiquement pour chaque point visé. Il est apparu qu'avec des théodolites choisis parmi les meilleurs, et manipulés par des opérateurs soigneux, l'influence de cette source d'erreurs reste négligeable. Dans certains cas particuliers, pour des visées très courtes, ont été ajoutés au théodolite Wild T3 des diaphragmes d'objectif, ou au théodolite Wild T2 des bonnettes additionnelles (permettant la mise au point de 0,40 m à 1,50 m).
Parmi les nombreuses opérations entreprises au cours de ces dernières années par l'Institut Géographique National, en France et hors de France, certaines méritent d'être citées, soit en raison de la réalisation concernée, soit en raison des particularités des travaux eux-mêmes. L'I.G.N., à la suite d'une première opération réalisée à l'entière satisfaction du service demandeur, a pris entièrement à sa charge les implantations et les contrôles divers de l'accélérateur linéaire de la Faculté des Sciences d'Orsay. De 1960 à 1964, l'I.G.N. a apporté une contribution importante à tous les travaux d'implantation, de contrôle et de réglage du grand radiotélescope de Nançay (Cher) ; sont notamment à souligner les contrôles de planéité du miroir plan mobile et l'étude de son comportement à diverses inclinaisons. Pour le miroir sphérique, l'ensemble de la surface vérifiée est sensiblement sur sa position théorique (la moyenne des écarts est nulle, la moyenne des valeurs absolues des écarts est de l'ordre de 1,4 mm).

Des travaux ont également été entrepris dans les centrales nucléaires, en particulier pour l'étude de la surface intérieure des caissons des réacteurs : détermination de positions (en x, y, z) de près de 2000 points à EDF 3, de près de 3000 points à EDF 4. Les résultats devant être fournis très rapidement à l'organisme demandeur, de telles opérations ne peuvent bien entendu être entreprises que si le dépouillement peut être confié à une calculatrice électronique.

C'est également à l'aide du matériel précédemment décrit qu'ont été mis en place et contrôlés différents instruments de trajectographie, notamment les systèmes d'antennes COTAR du Service des Equipements des Champs de Tir (Hammaguir et Béchar), les interféromètres Diane du Centre National d'Etudes Spatiales (Hammaguir et Prétoria). Dans tous ces travaux, la valeur moyenne du rayon d'indécision est de l'ordre de 0,2 mm, valeur qui a souvent pu être vérifiée par des contrôles internes ou confirmée par les résultats obtenus par des méthodes ne faisant pas appel aux techniques de la topométrie.

Quelle que soit la valeur des résultats obtenus à l'heure actuelle, il ne fait aucun doute cependant que les prochaines années verront apparaître de nouvelles améliorations : le laser doit pouvoir permettre des mesures de distances topométriques ; les propriétés directionnelles d'un faisceau ont déjà été utilisées, au C.E.R.N. notamment, pour contrôler des alignements.

La topométrie de haute précision est naturellement amenée à suivre l'évolution des techniques modernes, dont elle conditionne parfois strictement la réussite.
BIBLIOGRAPHIE

COMMIOT J. - Les travaux spéciaux exécutés par les services de la géodésie, *Bulletin de l'Association des Ingénieurs Géographes (A.I.G.)* n° 33, I.G.N., nov. 1965.

GERVAISE J. - L'importance des mesures de haute précision dans la construction des accélérateurs de particules : le synchrotron à protons du C.E.R.N. *Revue des géometres experts et topographes français* n° 11, nov. 1961.

GERVAISE J. - Appareil de haute précision pour les mesures de distances. C.E.R.N. 64-16, 17 mars 1964.
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# SECTION DE SEISMOLOGIE
ET PHYSIQUE
DE L'INTÉRIEUR DE LA TERRE
TABLE DES MATIERES

<table><thead><tr><th></th><th>Pages</th></tr></thead><tbody><tr><td>Séismométrie par J.C. RUEGG</td><td>65</td></tr><tr><td>Ondes de volume : Séismologie expérimentale par M. A. CHOU-DHURY</td><td>72</td></tr><tr><td>Ondes superficielles et vibrations propres de la Terre par Madame N. JOBERT</td><td>81</td></tr><tr><td>Microséismes par P. BERNARD</td><td>84</td></tr><tr><td>Séismicité et Séismotectonique par J.P. ROTHÉ</td><td>89</td></tr><tr><td>Traitement des données sismiques en prospection géophysique par G. KUNETZ et G. GRAU</td><td>93</td></tr><tr><td>Géothermie par J. GOGUEL</td><td>98</td></tr></tbody></table>
# SEISMOMETRIE

## J. C. RUEGG

I.P.G. de Paris

Les publications sur les appareillages ont été relativement rares depuis 1962 et pourtant un certain nombre d'études ont été faites dans les différents laboratoires qui se préoccupent de ces problèmes. Si ces études n'ont pas toutes donné lieu à publication, c'est peut-être parce qu'elles concernaient seulement une amélioration d'appareils existants ou que le but qu'elles se proposaient n'était pas encore atteint. Nous avons cependant jugé bon d'en parler dans ce rapport car elles marquent un progrès dans l'instrumentation séismologique et que d'autre part, nombre d'entre elles figurent dans les rapports annuels du Comité National.

## ÉTUDE DES DÉFORMATIONS DE LA TERRE

Les pendules construits par P. A. BLUM, initialement conçus pour l'étude des marées terrestres, ont été modifiés en vue de l'observation des ondes séismiques de longue période [7] et [8]. Les mêmes types de pendules sont utilisés dans les deux cas et ils sont comme les précédents construits en silice fondue ; la partie sensible est placée dans une ampoule sous vide de façon à éliminer les perturbations dues au mouvement de l'air sur l'appareil lui-même et dans une cage de verre isolée pour s'affranchir des mouvements de convection dans la cave.

Lorsque l'appareil fonctionne en inclinomètre ($T_0 = 45$ s) il n'est pas amorti et l'on enregistre directement les mouvements du pendule photographiquement. Lorsque l'appareil fonctionne en séismographe l'amortissement (voisin du critique) est obtenu par courants de Foucault dans une plaque d'argent liée au pendule. Les mouvements du pendule sont détectés par une cellule photoélectrique et enregistrés après filtrage sur un millivoltmètre enregistreur Graphispot. L'amplification est d'environ 2 000 entre 50 et 110 s de période.

Douze de ces dispositifs fonctionnent maintenant en enregistrement permanent (à Villiers-Adam et Moulis, deux séismographes horizontaux et deux inclinomètres ; à Sainte-Marie-aux-Mines et à Tamanrasset, deux pendules horizontaux en chaque station).

Des pendules verticaux de longue période, également construits en quartz, sont actuellement à l'essai à Moulis et Villiers-Adam.

Un extensomètre en quartz a été construit par H. BIGOT [6].
L'appareil comprend deux potences en quartz dont les déplacements relatifs sont transmis à un capteur capacitif composé de trois plateaux de quartz métallisé. Deux plateaux extérieurs solidaires de l'une des potences encadrent un plateau central solidaire de l'autre potence.

Le déplacement relatif des deux potences se traduit par une variation de capacité provoquant un déséquilibre dans un pont. Le signal recueilli est envoyé dans un comparateur de phase et un enregistreur à plume.

## SÉISMOLOGIE EXPÉRIMENTALE

L'appareillage de séismologie expérimentale a bénéficié ces dernières années d'améliorations notables dans le sens d'une augmentation de sensibilité et d'un allègement du matériel entraînant une plus grande mobilité de stations.

L'Institut de Physique du Globe de Paris dispose maintenant de stations légères en plus de ses six stations conçues pour équiper des camionnettes laboratoires et utilisant des séismographes "Alpes" associés à des enregistreurs Telec à 6 traces permettant des alignements de séismographes sur une base de 1 kilomètre [1].

Les stations légères comportent des séismographes Hall-Sears HS 10 (1 Hertz), des amplificateurs basse fréquence conçus par M. A. CHOUDHURY et des enregistreurs ACB de type A13 (trois traces ou AO 300, quatre traces, papier à noircissement direct). Les signaux horaires émis sur 75 kHz par l'Observatoire de Neuchâtel, sont captés par des récepteurs préréglés à antenne accordée et enregistrés sur une piste supplémentaire.

L'amplification de ces dispositifs est comprise entre $5 \cdot 10^5$ et $8 \cdot 10^6$ avec une bande passante entre 1 Hz et 20 Hz.

Le laboratoire de Physique de l'Ecole Normale Supérieure en coopération avec la laboratoire du Commissariat à l'Energie Atomique a mis au point divers équipements de terrain (P. MECHLER - MARTINAIS).

La chaîne d'enregistrement de courte période est composée de séismographes verticaux et d'horizontaux de période propre 1 seconde à haute impédance et fermés sur un préamplificateur à très basse impédance de sortie qui facilite la transmission par câbles. L'amplificateur de sortie permet à la fois l'enregistrement en visible (enregistreur S. E. F. R. A. M.) et sur magnétophone portatif en F. M. par multiplexage de trois voies séismiques et une voie horaire.

Un deuxième enroulement dans les séismographes permet un calibrage de la chaîne d'enregistrement.

Une chaîne séismique de moyenne période a également été mise au point. Elle utilise des amplificateurs ayant un gain maximum de 10 000 avec une bande passante comprise entre 10 et 20 s de période.
Un séismographe sous-marin a été construit par MARTINAIS ; l'appareil, enfermé dans une sphère, flotte sur un bain de mercure pour assurer sa verticalité au moment de la mise en place ; le mercure est ensuite évacué dans un double fond de l'enveloppe. Le signal fourni par le séismographe est transmis en modulation de fréquence soit par câble (version faible profondeur) soit par ultra-son, à la surface où il est enregistré ou retransmis radioélectriquement à une station réceptrice.

## SÉISMOLOGIE D'OBSERVATOIRE

Sept stations alignées entre la Bretagne et les Alpes-Maritimes ont été installées en vue d'études relatives à la structure de la croûte et du Manteau supérieur [M. A. CHOUDHURY]. L'appareillage classique constitué de séismographes de courte période installés sur le rocher dans des galeries et d'enregistreurs BELIN a été complété par des horloges à quartz SERCEL. La sensibilité de ces dispositifs comprise entre 40 000 et 100 000 suivant les saisons est limitée par l'intensité de l'agitation microséismique. Elle pourrait atteindre 5.10⁵ sans amplificateur.

MOAZAMI - GOUDARZI a installé trois stations presque alignées entre le Morvan et le Limousin en vue d'étudier la dispersion des ondes de Rayleigh. Elles sont équipées de séismographes verticaux APX type S3, réglés à 15 s de période et couplés avec des galvanomètres LEHNER et GRIFFITHS de 80 s. L'amplification des mouvements du sol est d'environ 2 000.

Outre-mer, en 1963, une nouvelle station séismologique a été installée dans l'île de la Réunion par J. M. STOLL et fonctionne depuis par les soins de la Météorologie Nationale. Au Maroc ont été installées en 1964 par P. STAHL, à Ifrane, une station comportant trois séismographes de courte période APX et un enregistreur BELIN et, en 1966, par J. ARANOVITCH à Rabat, une station moyenne période.

Aux Îles Kerguelen et en Terre Adélie, les anciennes stations ont été entièrement reconstruites et rénovées en 1964. Les séismographes sont maintenant installés dans des caves creusées dans le rocher (trois composantes courte période et trois composantes longue période aux Îles Kerguelen, trois composantes courte période et une composante longue période en Terre Adélie).

L'Office de la Recherche Scientifique et Technique Outre-Mer a complété son réseau de stations séismologiques par l'installation en 1963 de deux nouvelles stations en Océanie [9] : à Luganville aux Nouvelles Hébrides et à Ouanaham dans l'île de Lifu (Loyauté).

Des études sont en cours pour éliminer l'agitation microséismique importante qui perturbe les enregistrements des séismographes situés au bord de la mer, principalement aux Îles Kerguelen. A cet effet ont été entreprises des études de groupement de séismographes (M. SOURIAU) et de filtrage (J.C. RUEGG).
Diverses stations ont été installées en France depuis 1962 par les soins ou avec la collaboration de l'Institut de Physique du Globe de Strasbourg (barrage de Monteynard, Grenoble, Lanslevillard, Roselend).

Pour l'étude des spectres d'énergie des ondes longitudinales Bagher MOHAMMADIOUN [14] a utilisé un dispositif de huit appareils sélectifs (montage Galitzine) couvrant une gamme de périodes comprise entre 0,1 et 20 s. Le dispositif, mis en place à Garchy, utilisait des enregistreurs photographiques classiques à tambours.

Les différentes phases intéressant de nombreux séismes ont été échantillonnées et les analyses spectrales effectuées sur ordinateur. Une étude critique des différentes méthodes d'interprétation et de déconvolution a été faite dans la première partie de ce travail.

Mme Y. LABROUSTE, G. KUNETZ et H. RICHARD ont étudié la réduction des distorsions instrumentales sur des chaînes d'enregistrement séismique de séismologie expérimentale en utilisant les techniques d'antifiltrage et de déconvolution des prospecteurs [11].

Ces méthodes ont permis d'assurer de meilleures corrélations entre les enregistrements hétérogènes obtenus par les appareillages différents de séismologie et de prospection géophysique.

En vue de l'application des microséismes à la prévision de la houle P. BERNARD [3] a réalisé l'adaptation d'un suiveur de spot à un enregistreur photographique classique à tambour, afin de rendre visibles immédiatement les phénomènes enregistrés. La vitesse de rotation est de 30 mm/mn et l'appareil fonctionne dans un local non obscur. Un appareil de ce type est installé à l'Observatoire de Saint-Maur [4].

P. BERNARD a également étudié l'allongement de la période des séismographes par des condensateurs [4].

P. LEVERT a mis au point un procédé simplifié de marquage de temps pour un enregistreur photographique d'observatoire [13].

Les appareillages utilisés en séismologie étant assez diversifiés, pour de nombreuses études on est amené à comparer des résultats obtenus avec des dispositifs différents ; il s'avère indispensable de tenir compte de la réponse de la chaîne d'enregistrement à un mouvement du sol donné, de façon à pouvoir le cas échéant le reconstituer. Ce point est capital notamment en séismologie expérimentale où les conditions d'observation et d'appareillage peuvent changer d'une station à l'autre.

Le calcul des courbes d'amplification et de déphasage en fonction de la fréquence du mouvement du sol, répond en partie à ces préoccu-
pations. Des programmes de calcul sur ordinateurs ont été établis à l'Institut de Physique du Globe de Paris pour des cas assez généraux d'utilisation des séismographes électromagnétiques (J.C. RUEGG).

## PROSPECTION GÉOPHYSIQUE

Les recherches sur les instruments de prospection séismique durant les années 1963 à 1966 ont eu principalement pour objets deux domaines
particuliers : la construction d'appareils destinés à la séismique marine et la mise au point de dispositifs d'enregistrement numérique.

La Compagnie Générale de Géophysique pour sa part a réalisé de nombreux perfectionnements sur des appareils déjà existants et mis au point des appareillages nouveaux.

Le système radioélectrique Toran de navigation et de topographie [12] a bénéficié d'améliorations concernant : un allègement du matériel par transistorisation, l'autonomie des émetteurs, l'augmentation de la portée et de la précision.

Un laboratoire séismique transistorisé à commande de gain original et adapté à l'enregistrement magnétique a été mis au point et fabriqué ainsi qu'un central magnétique permettant entre autres possibilités de fournir une coupe séismique vectorielle.

L'étude et la réalisation d'un amplificateur séismique adapté à l'enregistrement numérique a permis la mise au point d'un Laboratoire Séismique Numérique.

D'autres appareils ont été construits tels que :

- des exploseurs séismiques SBT 500 et SBT 1000,

- un compteur numérique pour la séismique réfraction à faible profondeur d'investigation,

- la Terrapack, appareil de percussion à air comprimé destiné à remplacer l'explosif en prospection séismique [15],

- un transcripteur optique analogique permettant la transcription sur bande magnétique d'un séismogramme enregistré sur papier photographique.

Des études faites en commun par la Compagnie Générale de Géophysique et l'Institut Français du Pétrole sur les sources mécaniques d'agitation du sol ont permis la réalisation d'un appareil vibrateur Stentor et d'un enregistreur séismique ultra-léger adapté à la prospection séismique par vibration. C'est également en collaboration entre ces deux organismes qu'a été mis au point un appareillage de prospection séismique marine Flexotir.

L'Institut Français du Pétrole a réalisé un Central séismique comprenant un appareil d'enregistrement et de lecture de bandes magnétiques, un correcteur, des filtres à retard, un oscilloscope à 24 traces et un corrélateur optique [9] et [10].

L'Institut Français du Pétrole a travaillé à la mise au point d'un matériel d'enregistrement numérique sur bande 1/2 pouce permettant l'accès à une calculatrice électronique. Un amplificateur à large bande passante et très grande dynamique (100 dB) précède un convertisseur analogique numérique et un circuit de multiplexage.

La théorie de la modulation par réactance a fait l'objet d'une étude de J.P. BARRET qui a calculé le facteur de bruit d'un convertisseur paramétrique [2].
De larges perspectives d'avenir sont maintenant offertes par les moyens modernes d'enregistrement magnétique analogique ou numérique ; ils permettent, d'une part la réalisation de dispositifs d'installation et d'utilisation beaucoup plus souples que les appareils d'enregistrement photographique et d'autre part, des possibilités d'études ou d'analyses difficilement réalisables avec les moyens classiques, en particulier l'emploi d'ordinateurs.

Les prospecteurs ont pour leur propre problème étudié l'adaptation de ces techniques nouvelles. Ces appareils sont encore relativement coûteux, mais il convient de se préoccuper dès à présent de leur adaptation à la séismologie, au risque de ne pouvoir faire sans cela d'études fructueuses dans de nombreux domaines.

BIBLIOGRAPHIE

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[15] PIEUCHOT - The Terrapack. Congrès E. A. E. G. 15-18 juin 1966.
# ONDES DE VOLUME; SEISMOLOGIE EXPERIMENTALE

## M. A. CHOUDHURY

I.P.G. de Paris

### INTRODUCTION

Etant donné la diversité des résultats obtenus par l'étude des ondes de volume, nous les avons classés en trois groupes : on trouvera tout d'abord les résultats relatifs aux structures de la croûte, du Manteau et du Noyau terrestres. Ensuite, une deuxième partie résume les études concernant le mécanisme au foyer et les ondes T. Enfin, compte tenu de l'influence de plus en plus importante des séismes provoqués, en particulier pour l'étude de la structure de la croûte terrestre, nous avons réuni sous le chapitre "Séismologie Expérimentale" la contribution française dans ce domaine.

## I - STRUCTURE DE LA CROÛTE, DU MANTEAU ET DU NOYAU TER-RESTRES

### A - Croûte terrestre

Pour étudier la structure de la croûte terrestre au moyen des séismes naturels dont la valeur des paramètres est imprécise, il est nécessaire d'employer des méthodes et des techniques nouvelles. Le fait que les foyers des séismes se trouvent à des profondeurs variables à l'intérieur de la croûte permet d'étudier la distribution de la vitesse dans cette dernière.

Dans une étude conjuguée des séismes naturels et provoqués, M. A. CHOUDHURY [8] a montré que la vitesse moyenne des ondes Pg, provenant de foyers situés à l'intérieur de la croûte est voisine de 5,75 km/s. Par contre, les ondes réfractées, dans la partie supérieure de la croûte, provenant d'explosions, donnent une vitesse croissante en fonction de la profondeur et atteignent 6,15 km/s vers 10 km de profondeur. Il faudrait donc admettre une inversion de vitesse dans la croûte ; les détails de la loi de vitesse restent à préciser.

En éliminant, par un choix de séismes proches alignés de part et d'autre des deux stations de Luganville et de Port-Vila aux Nouvelles Hébrides, les paramètres mal connus, J. DUBOIS [13] a déterminé la vitesse apparente des ondes P jusqu'à environ 1000 km de distance épi-centrale. Il constate, pour une distance de 400 km environ, que la vitesse apparente dans le sens Luganville - Port-Vila est voisine de
7,2 km/s alors que, dans le sens inverse, elle atteint 7,8 km/s. Il en déduit que la croûte est plus épaisse sous Port-Vila. Après correction de cette dénivellation, il obtient, en fonction de la distance moyenne, les vitesses apparentes suivantes : 8,0 km/s à 750 km, 7,6 km/s à 500 km et 7,4 km/s à 350 km. Par extrapolation linéaire, il trouve la vitesse de 8,1 km/s à une profondeur de 100 km sous la croûte.

Les différences dans les durées de propagation des ondes P, observées à la station tripartite de Normandie, ont été utilisées par J. BONNIN [7] en vue de déterminer les azimuts et les distances des phénomènes séismiques. Une partie théorique montre que l'incertitude sur la distance est importante (6,5 % à 7000 km et 10 % à 10 000 km) ; par contre, elle est inférieure à 1°40' pour l'azimut ; ceci, en supposant, bien entendu, que la croûte et le manteau sont homogènes sous les trois stations. Cette condition est souvent loin de la réalité et l'auteur en utilisant 42 séismes entre 1000 et 10 000 km de distance et répartis en azimut, trouve des écarts jusqu'à environ une seconde entre les valeurs théoriques et observées. D'après des considérations géologiques, une hétérogénéité de la croûte est écartée. Les anomalies de la durée de propagation sont alors interprétées par une irrégularité (plissement et pendage) de la surface de Mohorovicic.

P. MECHLER et Y. ROCARD [16] dans une étude sur l'amplitude des ondes P provenant de foyers séismiques provoqués à 350 et à 2 500 km de distance, ont montré que l'amplitude varie, dans un rapport de 1 à 10, dans des sites voisins. L'interprétation de ce phénomène suggère une focalisation des rayons séismiques, due à une ondulation de la surface de Mohorovicic. Dans un même ordre d'idée, les mêmes auteurs [17], à partir, cette fois, des différences dans les durées de propagation, indiquent que la discontinuité de Mohorovicic, dans la partie sud de la France, présente un relief ondulé.

L'application, par B. MOHAMMADIOUN [18], de la transformée de Fourier aux ondes de volume a largement contribué à notre connaissance de l'intérieur de la Terre. En étudiant les spectres d'énergie des ondes P de 22 séismes d'Alaska dont les foyers se trouvaient dans la croûte continentale et dans la zone de transition continent-océan, B. MOHAMMADIOUN [19] a pu mettre en évidence une étroite corrélation entre les structures et les spectres d'énergie, ceux-ci sont étroits et de basse fréquence pour les foyers situés à l'intérieur de la croûte continentale ; pour les foyers de la zone de transition, les spectres se dédoublent.

E. PETERSCHMITT et G. de VICINTINI [24] ont présenté des observations intéressantes sur des ondes Pg, Sg et Rg de grandes périodes, obtenues lors de la catastrophe de la digue de Vajont en Italie. En effet, une onde Sg dont la période est voisine de 20 s a été observée entre 130 et 175 km, la vitesse de propagation étant de 3,33 km/s. Une onde Pg avec une période voisine de 15 s a également été observée. L'énergie, dans les courtes périodes, est très faible. Les auteurs concluent que les grandes périodes sont dues à l'oscillation de l'importante masse de l'eau.
## B - Manteau terrestre

La durée de propagation des ondes P dans le manteau terrestre a fait l'objet de plusieurs études. N. HAI [15], dans ses travaux sur des séismes profonds du Pacifique, a montré que les durées de propagation des ondes P à des distances épicentrales supérieures à 50° sont inférieures de 2 s à celles qui sont données dans les tables de JEFFREYS et BULLEN (1948).

M. A. CHOUDHURY et J. P. ROTHÉ [9], en étudiant un séisme provoqué du Sahara, ont trouvé qu'une correction presque constante de -2,5 s entre 25 et 80° s'impose aux tables de JEFFREYS-BULLEN. Ils indiquent également que les données ne mettent pas en évidence l'existence d'une boucle vers 20°.

M. A. CHOUDHURY et G. PERRIER [10] [11], utilisant les durées de propagation très précises obtenues, à partir de séismes provoqués aux Îles Aléoutiennes et au Sahara, en des stations situées dans différentes zones géologiquement homogènes, ont pu mettre en évidence d'importantes anomalies du Manteau supérieur en France. A partir des résultats de B. MOHAMMADIOUN relatifs aux limites de la couche à faible vitesse du Manteau supérieur (140 < h < 240 km) et de ceux de G. PERRIER relatifs à la structure de la croûte en France, des modèles correspondants aux différents massifs géologiques ont été calculés. Des corrections appropriées pour tenir compte des différences d'épaisseur de la croûte font disparaître certaines anomalies des durées de propagation et de la vitesse apparente. Cependant, il subsiste des écarts importants (maximum 1,5 s) entre trois groupes d'observation représentant, autour de 21°5, le Forez, les volcans d'Auvergne et le Limousin. Dans le Forez, la vitesse apparente reste anormale (9,5 km/s). Le modèle qui satisfait le mieux aux observations montre : a) une remontée de la couche à faible vitesse sous le Forez jusqu'au niveau de la croûte où la vitesse est de 7,2 km/s et non de 8 km/s (confirmation par un profil inverse) ; la faible vitesse apparente est alors due à des réfractions latérales ; b) des niveaux différents pour la limite inférieure de la couche à faible vitesse dans différents massifs : 190 km (Morvan), 210 km (Limousin) et 220 km (volcans d'Auvergne).

A partir de la publication de l'U. S. G. C. S. sur les heures d'arrivée des ondes P dans 180 stations (explosion nucléaire des Îles Aléoutiennes), J. DUBOIS [14] a calculé les corrections à apporter aux tables de JEFFREYS et BULLEN pour les différentes régions du globe. On observe à la distance épicentrale de 70° les valeurs suivantes d'observées-calculées : Amérique du Nord : -5s, 1 ± 0,1, Europe : -5s, 0 ± 0,2, Pacifique Sud : -1s et -2s. L'auteur en admettant, à partir des résultats antérieurs, que le Pacifique Sud est une zone d'anomalie, attribue les écarts relatifs, entre Pacifique Sud d'une part, et l'Europe et l'Amérique du Nord d'autre part, à une différence de la vitesse des ondes P dans le Manteau supérieur.

L'étude de la répartition spectrale de l'énergie des ondes P ou PKP a permis à B. MOHAMMADIOUN [20] [21] d'apporter certaines précisions sur la structure du Manteau supérieur et sur celle du Manteau
inférieur. Le maximum d'énergie dans les spectres de séismes enregistrés à des distances épicentrales voisines, mais dont les foyers sont situés à des profondeurs variables, se déplace brusquement vers les basses fréquences quand les foyers se situent entre 120 et 140 km de profondeur et revient de nouveau dans les hautes fréquences quand les profondeurs des foyers varient entre 216 et 244 km. L'auteur précise ainsi les limites, supérieure et inférieure, de la couche à faible vitesse du Manteau supérieur. Il faut souligner que l'évolution des spectres, en fonction de la distance épicentrale, des séismes à foyers normaux présente le même effet, démontrant ainsi que la couche à faible vitesse est caractérisée par un déplacement du maximum d'énergie vers les basses fréquences. Il est également mis en évidence l'existence de deux autres couches à basse fréquence, l'une entre 650 et 950 km de profondeur, l'autre dont la limite supérieure se situerait vers 1850 km.

## C - Noyau terrestre

Le noyau, dans ses parties externe et interne, a fait l'objet d'intéressantes études au moyen des durées de propagation et des spectres d'énergie des ondes de volume.

La détermination précise des paramètres des foyers profonds (h = 200 et 600 km) de séismes des 11les Fidji, des Nouvelles Hébrides et des Célèbes a permis à N. HAI' [15] de construire des hodochrones précises des ondes PKP. Il a fait les constatations suivantes : a) les branches AB et DE présentent une avance de 2 s sur celles de JEFFREYS ; b) la branche BC continue jusqu'à 157°,5 ; c) le point focal B se trouve à 143 et 143°,5 respectivement pour h = 600 et 200 km et le point D vers 120 et 121° ; d) les périodes dominantes, déduites des spectres d'énergie sont comprises entre 1 et 3 s pour PKP1 et PKP2 ; dans le cas de PKIKP, à 3 s pour la branche DE ; e) les vitesses des ondes longitudinales dans le noyau sont voisines de celles de JEFFREYS et de GUTENBERG dans la partie extérieure E. On observe une petite décroissance dans la région F, une augmentation rapide mais continue avec discontinuité de gradient à la surface du noyau interne et enfin, une légère croissance vers le centre de ce dernier.

L'ensemble de ces résultats conduit N. HAI' à subdiviser le noyau en plusieurs couches : le noyau externe comprenant probablement deux régions $E_1$ absorbante et $E_2$ peu absorbante, la couche F d'une épaisseur de 60 km, assez absorbante correspondant à une faible baisse de vitesse ; le noyau interne comprenant trois couches ; $G_0$ (de faible épaisseur) et $G_1$ (145 km) toutes deux anormalement et sélectivement dispersives dans les courtes périodes (< 1s), absorbantes et correspondant à une augmentation de vitesse, rapide dans $G_0$ et assez rapide dans $G_1$ ; $G_2$ absorbante et peu dispersive où la vitesse est peu variable.

A partir des spectres d'énergie des ondes PKP (PKIKP, PKP1 et PKP2), B. MOHAMMADIOUN [18] montre également une structure straturifiée du noyau. Malgré des résultats incomplets, par suite du fait que les ondes longitudinales n'atteignent pas la partie supérieure du noyau externe, on trouve des corrélations importantes avec les lois de vitesse
de JEFFREYS et HAÏ. Ainsi, la chute brusque de la vitesse des ondes P vers 2 900 km de profondeur est caractérisée par un déplacement du maximum des ondes PKP2 vers les basses fréquences. La couche $E_2$ est caractérisée par des spectres étalés de la phase PKP1, tandis que l'entrée de la trajectoire dans la couche F, à la limite du noyau interne est marquée par la baisse de fréquence correspondant à une petite baisse de vitesse d'après N. HAÏ. La phase PKIKP montre une augmentation de la fréquence. On observe ensuite deux couches de basse fréquence de part et d'autre d'une couche de spectres étalés vers les hautes fréquences et souvent dédoublés.

## II - MÉCANISME AU FOYER ET ONDES T

### A - Mécanisme au foyer

Des études conjuguées du sens de déviation des ondes de volume et de la structure géologique de la région épicentrale permettent, dans certains cas, de mieux définir les mouvements tectoniques régionaux. C'est le cas pour 5 des 14 tremblements de terre de l'arc séismique entre l'Hindou-Kouch et la Méditerranée dont les mécanismes au foyer ont été étudiés par M. SOBOUTI [26] [27]. Il a montré que l'esquisse géologique de la région épicentrale de ces cinq séismes présente une corrélation nette avec l'un des plans nodaux des ondes P. Des vérifications de cette corrélation ont pu être faites dans trois cas où le plan de faille a été défini au moyen des ondes SV et SH.

Le plan de faille de 10 séismes a été déterminé en utilisant simul-
tanément les ondes P, SV et SH. Les observations de SV et de SH se
sont montrées en bon accord avec les lignes nodales de ces phases dé-
duites de l'hypothèse d'un seul couple de moment m ≠ 0.

L'ensemble des résultats publiés, par M. SOBOUTI et d'autres,
concernant 26 séismes de l'arc séismique Hindou-Kouch-Méditerranée
montre que des failles à "coulissage" sont prépondérantes (21 cas).

### B - Ondes T

Le dépouillement systématique des séismogrammes obtenus à
l'Observatoire du Morne des Cadets, de 1952 à 1955, a permis à J.
AUBRAT [2] [3] de définir les régions épicentrales susceptibles de
conduire à l'enregistrement d'ondes T en Martinique.

L'hypothèse de la réfraction des ondes continentales P ou S dans
la mer suivie de réflexions successives sous la surface de l'océan et
sur les talus est proposée. Les talus de transformation, ainsi que les
talus de réflexion sont déterminés pour chacune des régions épicentrales,
par l'étude de cas particuliers caractéristiques. On est ainsi conduit à
une interprétation cohérente des vitesses apparentes observées.

Une étude théorique du phénomène de réflexion, tenant compte des
dimensions des talus, des irrégularités de ceux-ci et de la profondeur
de la mer au point de réflexion, a été développée. Une discussion des
résultats théoriques du phénomène de réflexion montre qu'il est très
difficile d'expliquer les ondes T de périodes voisines de 0,5 s par une propagation dans un canal S. O. F. A. R. Par contre, une propagation par "modes normaux" ne présente pas de difficulté.

### III - SÉISMOLOGIE EXPÉRIMENTALE

L'importance de la contribution française dans le domaine de la séismologie expérimentale s'est manifestée par la réalisation de nombreux programmes d'expériences nationaux et internationaux. Conformément aux voeux de l'Union Géodésique et Géophysique Internationale (Rome 1954), la première grande série d'explosions en Europe Occidentale fut réalisée en 1956 dans les Alpes Briançonnaises. Elle a été suivie par d'autres en 1958 (Alpes-Maritimes), 1965 (Alpes et Massif Central) et 1966 (Alpes-Maritimes). La charge maximum atteinte fut de 37 tonnes.

Les résultats concernant les deux premières expériences ainsi que celles de 1960 en Italie (zone d'Ivrea) ont été présentés dans un mémoire collectif du groupe d'étude des expériences alpines rédigé par H. CLOSS et Y. LABROUSTE [12]. Malgré certaines différences d'opinion dans l'interprétation, des résultats importants sur la structure des Alpes occidentales ont été trouvés. On a pu mettre en évidence une dépression de la surface de Mohorovicic sous les Alpes, la profondeur maximale était de l'ordre de 45-50 km. Un autre résultat de grande importance est la découverte, dans la zone d'Ivrea (anomalie gravimétrique déjà connue), d'une vitesse de 7,4 km/s des ondes longitudinales à une profondeur d'environ 8 km. Jusqu'à 300 km de distance, la première arrivée ne montre pas une vitesse voisine de 8 km/s, caractéristique sous la discontinuité de Mohorovicic.

Ce résultat est à rapprocher de celui de G. PERRIER [22] dans le Forez (Massif central) où se manifeste une vitesse de 7,2 km/s à 27 km de profondeur. Dans ce massif, la vitesse de 8 km/s n'apparaît pas non plus jusqu'à 250 km de distance. Par contre, dans d'autres régions du Massif Central, G. PERRIER [23] (six profils) et J. F. TROTEL [28] (un profil) montrent une croûte normale bien que variable en épaisseur suivant les régions. On peut donc poser la question, à savoir, si l'existence d'une vitesse de 7 à 7,5 km/s, du moins dans certaines régions, n'est pas liée à une anomalie du Manteau supérieur plutôt qu'à une couche intermédiaire dans la croûte. En effet, sous le Forez, la vitesse de 7,2 km/s est liée à une anomalie du Manteau supérieur (voir I. B). Pour la zone d'Ivrea, l'interprétation en ce sens se trouverait confirmée par les résultats, encore non publiés, des expériences de 1966.

Par contre, dans la région des Pyrénées C. ALLÈGRE et al [1] présentent des coupes de la croûte terrestre qui montrent une couche intermédiaire de vitesse 7,0 km/s. Etant donné l'existence, qu'on peut qualifier aléatoire, de cette couche en Europe occidentale, il conviendrait de souligner la nécessité d'introduire un grand nombre de critères dans l'interprétation des arrivées secondes.
P. BALTENBERGER et M. RECQ [4] ont exécuté 83 enregistrements, jusqu'à 90 km de distance, sur trois profils de réfractions dans le Val de Loire où ils ont montré, grâce à une densité importante d'observations, qu'il existe une importante dépression dans la surface du socle.

Quelques résultats concernant les expériences internationales en 1962 (Italie) et 1964 (Suisse) ont été présentés par E. PETERSCHMITT et al [25] Cl. BEHNKE et M. A. CHOUDHURY [6] et Y. BEAUFILS [5].

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# ONDES SUPERFICIELLES ET VIBRATIONS PROPRES DE LA TERRE

## N. JOBERT

### I.P.G. de Paris

Des observations séismiques dans le domaine à longue période ont été rendues possibles par l'utilisation et l'amélioration d'appareils initialement destinés à l'étude d'inclinaisons dues aux marées terrestres ; l'étude détaillée des enregistrements donnés par les pendules horizontaux de P. A. BLUM en silice fondue [1] a montré que la plupart des perturbations observées étaient causées par des mouvements de l'air dans l'enceinte de l'appareil ; le niveau du bruit a été considérablement réduit sur les enregistrements d'un nouveau type d'appareil fonctionnant sous vide [2], [3] ; des spectres d'oscillations propres de la Terre ont été obtenus par R. GAULON, lors des séismes des Iles Kouriles du 13 octobre 1963 [2], de l'Alaska du 28 mars 1964 [3], des Iles Aléoutiennes du 4 février 1965 [5], et du Pérou du 17 octobre 1966. Il apparaît un bon accord entre ces différentes observations, les écarts relatifs des périodes propres étant de l'ordre de quelques millièmes. Sur les spectres obtenus, les oscillations d'ordre inférieur à 8 ont une faible énergie, ce qui peut être dû aux appareils utilisés [4]. Dans le spectre relatif au dernier séisme les pics observés correspondent à des oscillations d'ordre plus élevé que dans les observations précédentes. La répartition spectrale des amplitudes des oscillations sphéroïdales observées à la station de Tamanrasset est comparable à la théorie pour une source ponctuelle.

Les périodes d'oscillation de torsion (mode fondamental) provenant de deux séismes (Chili et Alaska) ont été utilisées par F. VERREAULT [8], [9], pour déterminer certaines propriétés physiques du manteau ; bien que la séparation expérimentale du spectre des oscillations de torsion de celui des oscillations sphéroïdales n'ait pas été faite au préalable, les données sont cependant assez précises, par suite du faible niveau du bruit de fond, et de la résolution permise par la méthode d'analyse, et les périodes tout à fait comparables aux résultats d'autres auteurs utilisés dans le même travail.

L'inversion se fait par une méthode de perturbation d'un modèle de Terre pris comme référence ; la principale difficulté de ce problème réside dans la forme du système d'équations linéaires obtenu, qui se montre en général très déficient. Dans sa méthode d'inversion, F. VERREAULT s'est attaché à la recherche d'une solution stable par l'utilisation de contraintes faibles pondérées. Il a pu ainsi, à partir d'hypothèses simples, déterminer à la fois la répartition des vitesses des ondes S dans la partie supérieure du manteau, et les grandes lignes de
la loi de densité dans l'ensemble du manteau. Celle-ci lui a permis d'estimer le gradient thermique, suradiabatique, dans la couche D, et de construire un modèle pour les températures dans le manteau.

Des résultats théoriques ont été obtenus par N. JOBERT concernant les oscillations de torsion engendrées par une source schématique à symétrie de révolution ; le calcul du déplacement par superposition de modes normaux (mode fondamental et harmoniques) utilise les amplitudes spectrales correspondant à différentes profondeurs de foyer, dans une série limitée de fonctions sphériques. Les harmoniques ont un intérêt particulier du fait que leur utilisation est susceptible d'améliorer la détermination du problème inverse ; aussi leur excitation a-t-elle été étudiée : excitation relative des harmoniques par rapport à celle du mode fondamental, en fonction de la profondeur du foyer [6]. Pour un même harmonique, l'importance relative des déplacements dûs aux groupes correspondant à des particularités de la vitesse de groupe en présence d'une couche à faible vitesse a été estimée, en considérant des intervalles spectraux limités [7]. Les séismogrammes théoriques obtenus par cette méthode peuvent être comparés à des enregistrements d'appareils à longue période, si le nombre d'harmoniques utilisé est suffisant.

M. GOUDARZI étudie, en relation avec la structure de la croûte et du manteau supérieur, la dispersion des ondes de Rayleigh ; il a déterminé les vitesses de phase, pour des périodes de 15 à 45 secondes, entre trois stations situées entre le Limousin et le Morvan. Par comparaison avec des résultats théoriques (modèles à plusieurs couches) un accord est obtenu pour une structure confirmant les études d'ondes de volume.

BIBLIOGRAPHIE

[1] BLUM P.A. - Thèse de doctorat, Paris. Contribution à l'étude des variations de la verticale en un lieu, *Ann. de Géophys.*, 19, p. 215, 1963.

[2] BLUM P.A., GAULON R., JOBERT G. et N. - Résultats obtenus à l'aide d'un inclinomètre fonctionnant sous vide, *C.R. Acad. Sci.*, t. 258, p. 283, 1964.

[3] BLUM P.A., GAULON R., JOBERT G. et N. - On ultra-long period seismometers operating under vacuum, *Proceedings of the Royal Society*, A, 290, p. 318, 1966.

[4] JOBERT G. - Paramètres mesurables lors de vibrations de la Terre, *Ann. de Géophys.*, 19, p. 93, 1963.

[5] JOBERT N. - Les oscillations propres de la Terre, la Terre (complément), Encyclopédie de la Pléiade.

[6] JOBERT N. - Excitation of torsional oscillations of the Earth. *Journal of Geophysical Research*, 69, p. 5323, 1964.
[7] JOBERT N. - Excitation des harmoniques d'ondes de Love, *Ann. de Géophys.*, 22, p. 1, 1966.

[8] VERREAULT F. - Etude physique du manteau par l'inversion des périodes propres de la Terre, C.R. Acad. Sci., t. 261, p. 773, 1965.

[9] VERREAULT F. - L'inversion des périodes propres de torsion de la Terre. Thèse de doctorat, Paris.

1/ Théorie des perturbations d'un modèle de Terre, *Ann. de Géophys.* 21, p. 428, 1965.

2/ Techniques numériques de l'inversion, *Ann. de Géophys.*, 21, p. 428, 1965.

3/ Etude physique du manteau terrestre, *Ann. de Géophys.*, 22, p. 131, 1966.
# MICROSEISMES

P. BERNARD

I.P.G. de Paris

Un assez petit nombre de personnes ont manifesté, dans ce domaine de recherche qui chevauche à la fois la séismologie, la météorologie et l'océanographie, une activité que justifie cependant l'intérêt du phénomène en lui-même et dans ses applications [16].

## TRAVAUX THÉORIQUES

J. LACAZE [14] s'est efforcé, guidé par les résultats expérimentaux de BAURAND sur les ondes circulaires à la surface de l'eau, de résoudre les équations du mouvement des ondes de Rayleigh de façon à obtenir une période d'oscillation fonction croissante de la distance à la source, ce qu'il explique, non par la dispersion, mais en considérant l'établissement de l'onde comme un phénomène transitoire.

Il a d'autre part souligné que les interférences de houle postulées par les théories actuelles de genèse des microséismes existent certairement le long des fronts froids caractérisés au niveau de la mer [15], la fréquence des microséismes provenant de ces fronts froids paraissant être de l'ordre de 0,5 Hz.

L. GRINDA croit à la présence dans l'agitation microséismique, particulièrement à Monaco, d'ondes longitudinales à côté des ondes de Rayleigh et de Love [13]. Il insiste, en sa qualité d'océanographe, pour que la recherche expérimentale des ondes de pression sur le fond de la mer entreprise par le Service Hydrographique de la Marine soit poussée jusqu'à ce qu'on sache si les houles progressives engendrent, au même titre que les clapotis stationnaires, de telles ondes de pression.

## VARIATIONS PÉRIODIQUES

La variation biennale, découverte dans les vents équatorial, est maintenant recherchée dans un grand nombre de phénomènes météorologiques. Or elle pouvait être soupçonnée, dès 1961, dans l'amplitude moyenne des microséismes à Honolulu. Les séries plus longues de données de Strasbourg ont été traitées à leur tour par la méthode de H. LABROUSTE [8] : on obtient une composante biennale liée aux fluctuations d'amplitude de la variation annuelle et qui pourrait être, avec celle des vents en altitude, la conséquence d'une évolution périodique de la circulation générale de l'atmosphère.
La question du rattachement au cycle undécennal solaire de l'activité cyclonique mesurée par les microséismes a également été rappelée à la suite d'un travail de J. DEBRACH sur la houle. On ne peut que regretter à ce sujet la rareté des séries prolongées homogènes de mesures des microséismes. Ils font cependant apparaître d'intéressants indices d'une influence solaire sur la météorologie, par exemple la concomitance du maximum d'agitation de 1920 avec celui des plages brillantes de l'atmosphère de mars [3] et celle des ralentissements soudains de la rotation du globe liés à des éruptions solaires, avec des paroxysmes microséismiques [5], alors que ces derniers accompagnent, d'après ZATOPEK, des accroissements de l'indice de circulation zonale de notre atmosphère qui peuvent logiquement se répercuter, par conservation du moment angulaire total, sur la rotation de la Terre.

## ÉTUDE DE TEMPÊTES

La seule méthode donnant des résultats concluants sur l'origine des microséismes météorologiques est la comparaison de leur variation, au cours d'une tempête donnée, en un nombre suffisant de stations convainquablement réparties. C'est ainsi qu'on peut séparer l'agitation provoquée par une dépression atmosphérique au large et celle due à l'arrivée sur la côte de la houle provenant de la même dépression. Dans certains cas le trajet suivi par cette houle ne semble pas unique [2]. Lorsqu'il y a superposition de deux périodes différentes sur le même enregistrement, la plus ou moins grande amplitude de chacune d'elles suivant l'emplacement géographique de la station est révélatrice. En Méditerranée on peut montrer de cette manière que des dépressions fermées ou des fronts froids sont, suivant les cas, l'origine des microséismes [4, 12].

Un cas de microséismes cycloniques a été enregistré à Saint-Claude (Guadeloupe) par des séismographes à amplification électronique (compossantes EW et verticale) [11]. L'agitation a débuté 24 heures avant l'arrivée du cyclone, avec une période voisine de 4 secondes, et présenté son maximum, comme cela a été signalé à diverses reprises, au moment du passage du secteur arrière droit du phénomène.

## BRUIT SÉISMIQUE

Il est, sur les séismographes de courte période, ce qu'est l'agitation microséismique sur les appareils de moyenne période. Ces mouvements sont d'amplitude très inférieure à celle des microséismes proprement dits, mais la grande sensibilité des séismographes de 1 Hz les rend gênants. Ils sont fortement influencés par la nature du sol de la station ce qui a motivé des campagnes de recherche des emplacements les plus favorables, mettant en évidence que leur origine n'est pas forcément là où ils sont les plus forts [1].
## MICROSEISMES AU FOND DE LA MER

Ces campagnes ont conduit au montage dans une sphère résistant à la pression des grandes profondeurs du séismographe courte période de ROCARD, et à des essais au centre du lagon de Hao [17]. Le bruit séismique y est sensiblement plus faible (environ 4 fois) que sur la côte de l'atoll battue par la mer, et qu'à l'intérieur d'une île comme Tahiti.

Il est intéressant d'étendre cette comparaison au domaine des microséismes de 3 à 9 secondes de période, ce qu'a proposé P. BERNARD en juin 1962 à une réunion du comité du bathyscaphe chargée d'établir un programme de coopération franco-américaine : des enregistrements de courte durée suffisent au but recherché pourvu qu'ils soient obtenus en même temps en mer et dans une station à terre assez rapprochée.

Dans cette intention, un appareil approprié de volume très réduit, et capable d'être mis en service dans le bathyscaphe immobilisé au fond de la mer a été réalisé à l'Institut de Physique du Globe de Paris en utilisant les ressources de la technique des condensateurs [10], et présenté en juin 1963 à la section d'Océanographie physique du Comité National. En vue de son essai, une station temporaire a fonctionné plusieurs semaines à l'Arsenal de Toulon en février-mars 1964.

## MICROSEISMES DE GRANDE PÉRIODE

Les stations françaises ne sont pas outillées pour l'étude des microséismes de période supérieure à 10 secondes ; aussi les publications traitant ce sujet ont-elles été de nature bibliographique. En particulier un rapport établi à la demande du Service Hydrographique [18] met en doute leur utilité pour la prévision de la houle qui a surtout été proposée à partir des microséismes habituels d'amplitude beaucoup plus grande.

## APPLICATION A LA PRÉVISION

En vue de rendre possible, en pratique, cette prévision, de nouveaux dispositifs d'enregistrement ont été établis pour voir immédiatement (comme sur les anciens séismographes Wiechert, mais avec la sensibilité des appareils modernes et la possibilité de disposer du diagramme ailleurs que dans une cave) l'importance de l'agitation microséismique et même sa période. Ce résultat a été obtenu en adaptant un suiveur de spot Sefram sur un cylindre classique de séismographe. Un dispositif spécial permet le repérage du temps avec toute la précision nécessaire [7]. Cet enregistreur équipe depuis janvier 1966 la station du Parc Saint-Maur. On l'a complété par un intégrateur d'amplitude qui transforme les oscillations microséismiques en impulsions additionnées par un anémocinémographe Richard dont la plume trace ainsi la variation d'intensité de l'agitation [9]. Ces diagrammes sont dès à présent utilisés pour l'établissement du journal séismologique.
BIBLIOGRAPHIE

[1] ALLEGRE C., MECHLER P. et ROCARD Y. - Quelques problèmes géologiques abordés par la séismologie. *Bull. Soc. géol. France*, 4, n° 7, p. 877-883, 1962 paru 1963.

[2] BERNARD P. - Effets microséismiques de la tempête du 1er décembre 1959. *Cah. Océanogr.*, 15, n° 2, p. 88-94, février 1963.

[3] BERNARD P. - Contribution de l'Astronomie à la Géophysique, leur importance en physique spatiale. *Bull. mens. Soc. Astr. Toulouse*, 54, n° 449, p. 8-19, janvier 1963.

[4] BERNARD P. - Etude d'un cas de microséismes méditerranéens. *Rapp. Proc. Verb. C.I.E.S.M.*, 17, fasc. 3, p. 969-973, 1963.

[5] BERNARD P. - Travaux récents sur l'influence solaire en météorologie. *Ann. Serv. Phys. Globe Inst. Scient. Chérifien*, 20, p. 25-27, 1963.

[6] BERNARD P. - An observational guide for microseisms, *Chronique U.G.G.I.*, n° 54, p. 102-105, août 1964.

[7] BERNARD P. - Nouveau type d'enregistreur à inscription visible. *Cah. Océanogr.*, 16, n° 8, p. 619-622, août 1964.

[8] BERNARD P. - Traces de la variation biennale dans l'agitation microséismique *La Météorologie*, 4ème série, n°77, p. 49-52, janvier-mars 1965.

[9] BERNARD P. - Equipement microséismique de l'Observatoire du Parc Saint-Maur Commission Séism. Européenne, réunion de Copenhagen, août 1966.

[10] BERNARD P. - Allongement de la période des séismographes par condensateurs. *Techniques de l'Ingénieur*, fasc. R 4220, mise au courant 1966.

[11] CLÉMENT et ROUMIGUIÈRES - Le cyclone Cléo. La Météorologie 4ème série, n° 77, p. 44-6, janvier-mars 1965.

[12] GRINDA L. - Commentaires sur la note de BERNARD P. P.V. C.I.E.S.M. 17 fasc. 3 p. 973, 1963.

[13] GRINDA L. - Quelques données nouvelles du problème des microséismes. Commission Séism. Européenne, réunion de Copenhagen, août 1966.

[14] LACAZE J. - Les microséismes d'origine océanique VII. L'établissement des ondes de Rayleigh en tant que phénomène transitoire. *Cah. Océanogr.*, 15, n° 2, p. 95-108, février 1963.

[15] LACAZE J. - L'aspect météorologique des recherches sur les microséismes d'origine océanique, *La Météorologie*, 1965 (à l'impulsion).
[16] LACOMBE H. - La houle et les microséismes. Cours d'océanographie physique, p. 374, Paris, Gauthier Villars, 1965.

[17] MARTINAIS J. et ROCARD Y. - Qualités d'un séismographe sous-marin employé au Pacifique. C.R. Acad. Sci., t. 262, n°4 B, p. 316-317, 24 janvier 1966.

[18] RECQ M. et ROUSSEL J. - Prévision de la houle par les microséismes de très grande période, Cah. Océanogr., 17, n° 7, p. 449-455, juillet 1965.
# SEISMICITE ET SEISMOTECTONIQUE

## J. P. ROTHE

Professeur à la Faculté des Sciences — Directeur de l'I.P.G. de Strasbourg

La connaissance aussi précise que possible de la séismicité d'une région devient nécessaire au moment où les villes s'accroissent rapidement et où se multiplient les ouvrages d'art, digues, grands barrages, ponts routiers, centrales nucléaires. Le développement des recherches -tant de la part des séismologues que des ingénieurs- doit permettre d'évaluer aussi exactement que possible le risque séismique et de réduire au minimum les dépenses supplémentaires imposées par la prise en considération de ce risque (ROTHÉ, 1963). Des recherches historiques d'une part, de néotectonique d'autre part, sont indispensables pour prolonger les observations détaillées entreprises depuis le début du vingtième siècle.

J.P. ROTHÉ et N. DECHEVOY ont achevé l'étude des séismes ressentis en France pendant la période 1951-1960 ; 147 secousses sont mentionnées dans ce catalogue ; pour 38 d'entre elles des cartes d'iso-séistes ont été établies qui permettent souvent de déterminer la position exacte des épicentres et à partir de cette position de définir les vitesses de propagation des phases enregistrées dans les stations européennes.

Les tables d'Haslach programmées sur ordinateur électronique ont permis le calcul de nombreux épicentres. La méthode a pu être contrôlée à l'occasion de l'important séisme alpin du 5 avril 1959 et surtout de l'é boulement de Champagnole (27 juillet 1964) : dans ce dernier cas l'épicentre calculé diffère de l'épicentre réel de moins de deux kilomètres dans les calculs qui utilisent les temps d'arrivée des phases Pn et Pg (ROTHÉ et PETERSCHMITT, 1966).

La comparaison des magnitudes des séismes français calculées à partir des observations macroséismiques d'une part, microséismiques d'autre part, a montré que les lois de variation de l'amplitude en fonction de la distance actuellement adoptées ont besoin d'être révisées.

Au cours des quatre dernières années (1963-1966) 63 secousses ont été ressenties en France ; la plus importante s'est produite le 19 juillet 1963 (magnitude voisine de 6) : le foyer se trouvait en mer entre la côte d'Azur et la Corse (43°2N, 8°2E) dans une région où un bombement du Manteau supérieur a été mis en évidence par les mesures de réfraction séismique. Il faut citer encore la secousse du 4 mars 1965, largement ressentie dans le Massif armoricain : le foyer (47°6N, 0°6W) au nord d'Angers se trouvait sur l'une des cassures très profonde intéressant la partie inférieure de la croûte vers 25 à 30 km sous la surface et appartenant à un des éléments septentrionaux du faisceau des zones de broyage sud-armoricaines.
On signalera également deux violentes secousses le 25 avril 1963 et le 24 août 1966 dont le foyer, superficiel, était situé à proximité même du nouveau lac-barrage de Monteynard, dans l'Isère ; plusieurs secousses plus faibles sont originaires de la même région et peut-être en relation avec le remplissage du réservoir.

La séismicité de la France a fait l'objet d'une étude systématique ; un double fichier géographique et chronologique des secousses ressenties en France a été établi. Ce fichier a servi à préparer plusieurs cartes de séismicité (ROTHÉ, 1965b). Une carte d'épicentres utilisant 1650 données couvre une période de 100 ans (1861-1960) ; une carte des intensités maxima observées se rapporte à la période 1021-1965. La carte séismotectonique tente d'indiquer les principales régions séismiques françaises expliquées par la tectonique : le socle paléozoïque cassé suivant de longues lignes de fracture (Massif armoricain, détroit du Poitou, nord du Massif Central, détroit morvano-vosgien), les zones actives piémontaise et briançonnaise, zones de racines des nappes alpines, les massifs subalpins du nord à structure en écailles, le front nord-pyrénéen, les fossés oligocènes (Limagne, graben rhénan). Au contraire les grands bassins sédimentaires, les massifs préalpins du Sud, à tectonique souple, les avant-fossés mollassiques sont exempts de secousses.

A partir de ces cartes on a pu établir une carte des intensités maxima probables. En accord avec les ingénieurs, une carte des zones où des précautions paraséismiques doivent être prises a été dressée et accompagne le code français de constructions paraséismiques (DESPÉYROUX, 1965).

Dans le cadre du programme de recherches sur le Manteau supérieur un article collectif sur les Rifts et les failles de décrochement en France a été publié (COGNÉ et all, 1966), article dans lequel les principaux faits séismiques ont été esquissés.

Dans le même cadre une étude sur la séismicité du fossé rhénan a été préparée (HILLER, ROTHÉ et SCHNEIDER, 1966) : l'examen de la carte générale d'épicentres permet de conclure que le fossé rhénan et en particulier les grandes failles de bordure ne se manifestent pas toujours d'une manière nette par leur activité séismique ; au contraire, au moins dans la partie sud du fossé, il semble que la tectonique hercynienne, en direction SW-NE, apparaisse plus clairement aujourd'hui encore que la tectonique rhénane proprement dite.

La séismicité de l'Algérie déjà connue par de nombreux travaux a fait l'objet de nouvelles remarques (G. DUBOURDIEU, 1965a ; 1965b, GRANDJEAN et LAGRULA, 1965). Ces auteurs ont discuté la possibilité d'établir en Algérie un certain nombre de couloirs de sécurité antiséismiques ; dans une région où les phénomènes tectoniques sont très récents, il convient d'adopter une grande prudence avant de décider si certaines zones d'Algérie peuvent être considérées comme moins séismiques que les autres.

E. PETERSCHMITT en collaboration avec plusieurs collègues roumains (PETRESCU et all, 1966) a présenté de nouveaux résultats concernant la surface séismique calabraise. Les déterminations hypocentrales
confirment les déterminations antérieures ; il a été possible de tracer les isobathes sur lesquels se rangent les foyers entre 250 et 300 km de profondeur sous la mer Tyrrhénienne. Plusieurs collègues ont eu par ailleurs l'occasion d'étudier les causes géologiques du séisme de Skopje (MERCIER et ROLLET, 1963, 1964, ROLLET 1963). J.P. ROTHÉ a poursuivi régulièrement la publication d'une chronique séismologique dressant un tableau annuel de la séismicité du globe ; les séismes sont classés par régions séismotectoniques et sur la carte d'épicentres outre ceux des séismes les plus importants, quelques épicentres inhabituels ont également été indiqués ; une bibliographie abondante accompagne les articles (J.P. ROTHÉ, 1964 ; 1965a ; 1966). Ces chroniques ont servi de base à l'établissement d'un catalogue mondial des séismes de magnitude égale ou supérieure à 6 pour la période 1953-1965. Ce travail demandé par l'UNESCO est actuellement en voie d'achèvement au Bureau Central International de Séismologie (Strasbourg).

On signalera encore que les relations possibles entre séismes et volcans ont fait l'objet de la part de C. BLOT de nouvelles recherches (BLOT, 1964, 1965) ; C. BLOT a réussi plusieurs prévisions d'éruptions volcaniques dans le Sud-Ouest du Pacifique (Nouvelles-Hébrides, Îles Santa-Cruz) à partir de l'observation de séismes profonds et intermédiaires. Cependant il est prudent d'attendre une vérification statistique systématique avant de juger de la validité de cette méthode dans les différentes régions du globe (ROUSSEL et RECQ, 1965).

## REFERENCES

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* BLOT C. 1965 - Relations entre les séismes profonds et les éruptions volcaniques au Japon, *Bull. volcanologique*, t. 28, Napoli, p. 25-63.

* COGNÉ J., GÈZE B., GOGUEL J., GROLIER J., LETOURNEUR J., PELLET J., ROTHÉ J. et SITTLER C. 1966 - Les "Rifts" et les failles de décrochement en France, *Revue Géogr. phys. et géol. dynam.* [2], vol. VIII, fasc. 2, p. 123-131.

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GRANDJEAN A. (Melle) et LAGRULA J. 1964 - Sur la séismicité de l'Algérie. *C.R. Acad. Sci.*, t. 259, 1964, p. 1749-1751.

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MERCIER J. et ROLLET M. 1963 - Le séisme de Skoplje et ses relations avec la tectonique. *C.R. Acad. Sci.*, t. 257, p. 2134-2137.

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ROTHÉ J.P. 1965c - La séismicité de l'Antarctique. *Annals Int. Geophys. Year*, vol. XXX, (Seismology), p. 9-32.

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ROUSSEL J. et RECQ M. 1965 - Relations entre les séismes profonds et les éruptions volcaniques. *Publ. D.R.M.E.*, 17 pages.
# TRAITEMENT DES DONNEES SISMIQUES
EN PROSPECTION GEOPHYSIQUE

G. KUNETZ

Ingénieur à la Compagnie Générale de Géophysique
et

G. GRAU

Institut français du Pétrole

Dans le domaine du traitement des données sismiques en prospec-
tion, les années 1963 à 1966 se caractérisent par la généralisation et
les perfectionnements des procédés de traitement numérique sur ordi-
nateurs. Les progrès réalisés résultent, plus que de l'apparition d'idées
essentiellement nouvelles, de l'adaptation à ces nouveaux et puissants
moyens, de méthodes découvertes et introduites les années précédentes.

En effet, alors qu'auparavant, on n'avait le choix, pour l'appli-
cation de ces procédés de complexité toujours croissante, qu'entre des
moyens de traitement analogiques nécessitant des appareillages spécia-
lisés et des moyens plus ou moins artisanaux d'échantillonnage, longs
et fastidieux, les nouvelles possibilités d'obtenir aisément des données
numériques nombreuses et précises, recueillies directement sous cette
forme sur le terrain, ou résultant de méthodes rapides et automatiques
d'échantillonnage d'enregistrements analogiques, ont permis la mise à
l'épreuve de ces méthodes sur un volume important de données, à l'aide
d'ordinateurs d'usage général. Il en est résulté une beaucoup plus grande
 souplesse dans l'application des filtrages et une meilleure précision cor-
rélative, d'ailleurs, de l'accroissement de dynamique fourni par l'enre-
gistrement numérique.

Cette mise au point des procédés numériques devait d'ailleurs
embrasser l'ensemble des traitements des résultats obtenus sur le
terrain :

- détermination et application des corrections statiques et
dynamiques,

- filtrages usuels (passe-bande ou réjecteur de bande), en
fréquence ou en nombre d'onde, ou, simultanément, dans le temps et
dans l'espace (filtres en "éventail"),

- filtrages linéaires plus complexes, tendant à réduire l'effet
des déformations du signal émis qui sont dues aux instruments ou à la
propagation dans le sol (filtre inverse ou déconvolution), ou ayant pour
but d'éliminer certaines réverbérations parasites (antirésonance en pros-
pection marine) - ces filtrages étant appliqués soit successivement et
indépendamment aux différentes traces, soit simultanément à un groupe
de traces,

- filtrages non linéaires destinés à supprimer les réflexions
multiples, dits quelquefois filtrages de "démultiplication".
Les ingénieurs de l'Institut Français du Pétrole ont d'ailleurs publié le premier tome d'un ouvrage consacré à une suite d'exposés relatifs à ces sujets et traitant de la théorie des spectres aussi bien que de la pratique du filtrage [10, 11, 20, 25, 26, 27, 29].

Parmi les sujets sur lesquels d'importants progrès ont été réalisés, signalons celui du calcul et de l'application de filtres, et surtout de filtres inverses, à retard minimal. Leur emploi s'est imposé par des considérations théoriques (caractère optimal au sens des moindres carrés), par une relative facilité de leur calcul automatique sur ordinateur, et par des considérations physiques valables surtout en projection marine, les réflexions perturbatrices dans les couches superficielles constituant un filtre ayant approximativement ce caractère [30, 32]. La Compagnie Générale de Géophysique et l'Institut Français du Pétrole ont mis au point et appliqué des programmes de traitement utilisant de tels filtres à plusieurs dizaines de milliers de tirs sismiques, effectués pour la plupart en mer.

La généralisation, surtout en mer, du procédé de mise en oeuvre sur le terrain, dit de "couverture multiple", qui utilise des rayons sismiques de trajets différents se réfléchissant au même point miroir, a entraîné plusieurs études relatives à la meilleure exploitation des données ainsi obtenues [22]. Mettant à profit l'évolution différente, pour les réflexions directes et les réflexions multiples, des temps d'arrivées en fonction de la distance entre explosion et sismographes, J. D'HOE-RAENE [15] a mis au point un procédé de composition favorisant au maximum les arrivées directes.

Des traitements d'un type nouveau ont été mis au point [16, 17], qui sont destinés à mettre en relief les alignements des coupes sismiques selon leur direction quelle que soit la fréquence des trains d'onde correspondants. Ce filtrage, dit filtrage "en éventail", permet une analyse détaillée des coupes qui facilite ensuite le pointé des réflexions. Il est intéressant de remarquer que l'on a d'abord mis en oeuvre ces traitements à l'aide de lignes à retards, puis avec des calculatrices numériques et, presque simultanément, avec des systèmes de traitement optique utilisant la diffraction de la lumière cohérente [21]. Il peut paraître paradoxal de voir ce dernier procédé concurrencer le calcul numérique, bien qu'étant beaucoup moins précis que lui. En fait, son intérêt provient de son faible coût et de sa souplesse. On peut penser que, dans l'avenir, il sera utilisé pour dégrossir les problèmes afin d'éviter de coûteux tâtonnements en calcul numérique.

Enfin, nous mentionnerons divers travaux sur la propagation des ondes qui complètent les fondements théoriques des méthodes de filtrage des réflexions multiples.

Dans le cas d'ondes planes à incidence normale, BOIS et HEMON [5] ont précisé les propriétés de l'ensemble des réflexions quand la surface du sol ne peut pas être considérée comme un réflecteur parfait, tandis que KUNETZ et FOURMANN [33] ont étudié la possibilité de la suppression approximative de toutes les réflexions dues aux horizons proches de la surface quand on ne dispose pas de début de traces. Dans le domaine
du calcul des films synthétiques, l'attention s'est principalement concentrée sur l'effet de la finesse d'échantillonnage des diagrammes de vitesse [6, 13, 14].

Enfin l'étude poursuivie par BARANOV sur la propagation d'une
onde élastique à source ponctuelle dans un milieu stratifié est d'une grande
importance théorique et pratique pour l'avenir. La solution théorique
complète de ce difficile problème a été obtenue [1] ; son calcul numérique
soulève encore des difficultés.

On voit que les progrès des quatre dernières années ont surtout
consisté à employer des moyens plus puissants et plus souples et des
enregistrements de meilleure qualité. Il est vraisemblable que c'est
maintenant le domaine des traitements non-linéaires qui va se développer
grâce à l'utilisation des calculatrices rapides. On peut aussi penser que
l'importance du traitement dans l'économie de la prospection ne fera
que croître dans l'avenir proche.

BIBLIOGRAPHIE

[ 1 ] BARANOV V. - Contribution à la construction d'un film synthétique tenant compte des ondes de cisaillement et des ondes de Rayleigh. 26ème Congrès E.A.E.G., Pau, décembre 1964.

[ 2 ] BARRET J.P. - Codage numérique de l'information sismique. 26ème Congrès E.A.E.G., Pau, décembre 1964.

[ 3 ] BOIS P., GRAU G., HÉMON Ch. et PEDOTTI M. - Quelques procédés de traitement des enregistrements numériques utilisés à 1'1. F. P. 27ème Congrès E.A.E.G., Madrid, mai 1965.

[ 4 ] BOIS P. et HÉMON Ch. - Etude statistique de la contribution des multiples aux sismogrammes synthétiques et réels. Geophysical Prospecting, Vol. XI, n° 3, 1963, p. 313-349.

[ 5 ] BOIS P. et HÉMON Ch. - Conditions que doit remplir une fonction pour représenter un sismogramme impulsionnel à réflexions multiples, quel que soit le coefficient de réflexion en surface. Ann. de Géophys., t. 20, n° 4, 1964, p. 509-511.

[ 6 ] BOIS P., HÉMON Ch. et MARESCHAL N. - Influence de la largeur du pas d'échantillonnage du carottage continu de vitesses sur les sismogrammes synthétiques à multiples. Geophysical Prospecting, Vol. XIII, n° 1, 1965, p. 66-104.

[ 7 ] CHAUVEAU J. - Filtrage compensateur de la propagation d'un signal sismique. Ann. de Géophys., t. 19, n° 1, 1963, p. 21-30.

[ 8 ] DAMOTTE B. - Les problèmes de filtrage en sismique marine. Recherches et production du Pétrole en Mer, Editions Technip, 1964, p. 124-126.
[9] DAMOTTE B. - Le nouveau central magnétique de l'I.F.P. La Revue Pétrolière, 1964, n° 1062, p. 44-46.

[10] DAMOTTE B. - Le filtre à retards de l'Institut Français du Pétrole. Le filtrage en sismique, t. 1, Editions Technip, 1966, p. 65-86.

[11] DAMOTTE B. - Le filtrage en sismique marine par voie analogique. Le filtrage en sismique, t. 1, Editions Technip, 1966, p. 148-210.

[12] DELAPLANCHE J., HAGEMANN R. et BOLLARD P. - An example of the use of Synthetic Seismograms. Geophysics, Suppl. octobre 1963, p. 842-854.

[13] DELAS C. et TARIEL P. - Calcul d'un film synthétique à partir d'un très grand nombre de couches. Geophysical Prospecting, Vol. XIII, n° 3, 1965, p. 460-474.

[14] D'ERCEVILLE I. et KUNETZ G. - Sur l'influence d'un empilement de couches minces en sismique. Geophysical Prospecting, Vol. XI, n° 2, 1963, p. 115-121.

[15] D'HOERAENE J. - Filtrage spatio-temporel des courbures. Geophysical Prospecting, Vol. XIV, n° 1, 1966, p. 27-44.

[16] FAIL J.P. et GRAU G. - Les filtres en éventail. Geophysical Prospecting, Vol. XI, n° 2, 1963, p. 131-163.

[17] FAIL J.P., GRAU G. et LAYOTTE P.C. - Amélioration du rapport signal/bruit à l'aide du filtrage en éventail. Geophysical Prospecting, Vol. XII, n° 3, 1964, p. 258-282.

[18] FAIL J.P. et LAYOTTE P.C. - Etude sur un cas réel de la contribution apportée à la sismique réflexion par la technique des charges multiples retardées. 26ème Congrès E.A.E.G., Pau, décembre 1964.

[19] FONTANEL A. - La corrélation optique en géophysique. Revue du CETHEDEC, n° 3, 1965, p. 91-110.

[20] FONTANEL A. - La corrélation optique. Le filtrage en sismique. Editions Technip, 1966, p. 87-110.

[21] FONTANEL A., GRAU G., LAURENT J. et MONTADERT L. - Etude et dépouillement des photographies aériennes par diffraction de la lumière cohérente issue d'un laser. Revue Française de Photogrammétrie, sous presse.

[22] GAROTTA R. - L'atténuation des réflexions parasites en couverture multiple. Conférence A.F.T.P., février 1965.

[23] GRAU G. - Possibilités et limitations des traitements modernes de l'information sismique. 6ème Congrès Mondial du Pétrole, Francfort/ Main, 1963, p. 839-848.

[24] GRAU G. - Principes de quelques techniques modernes de traitement de l'information en prospection sismique. La Revue Pétrolière, 1964, n° 1062, p. 39-43.

[25] GRAU G. - Introduction aux spectres à une dimension. Le filtrage en sismique, t. 1. Editions Technip, 1966, p. 1-21.
[26] GRAU G. - Introduction aux spectres à deux dimensions. Le filtrage en sismique, t. 1, Editions Technip 1966, p. 23-35.

[27] GRAU G. - Exercices des chapitres d'introduction aux spectres. Le filtrage en sismique, t. 1, Editions Technip, 1966, p. 37-64.

[28] GROS P. - La sismique réflexion en zone d'erg dans le Sahara algérien. 24ème Congrès E.A.E.G., Strasbourg, juin 1963.

[29] HEMON Ch. - Filtrages inverses dans le cas de l'incidence normale (ondes planes). Le filtrage en sismique, t. 1. Editions Technip, 1966, p. 111-146.

[30] HÉMON Ch. - Quelques applications de la théorie de la prédiction à l'interprétation des données sismiques. 28ème Congrès E.A.E.G., Amsterdam, juin 1966.

[31] KUNETZ G. - On a method of separating direct and multiple reflections. Congrès S.E.G., New-Orleans, octobre 1963.

[32] KUNETZ G. - Généralisation des opérateurs d'antirésonance à un nombre quelconque de réflecteurs. Geophysical Prospecting, Vol. XII, n° 3, 1964, p. 283-289.

[33] KUNETZ G. et FOURMANN J. - Remarks on the processing of Marine Seismic Records. 36ème Congrès S.E.G., Houston, novembre 1966.

[34] KUNETZ G. et MICHON D. - Exemple de traitement numérique de l'information sismique. Réunion Section Geologie Géophysique A.F.T.P., mars 1966.

[35] LABROUSTE Y., KUNETZ G. et RICHARD H. - Réduction des distorsions instrumentales sur des sismogrammes à courte période. Ann. de Géophys., t. 20, n° 3, 1964, p. 226-233.

[36] LOEB J. - Sur la réponse transitoire des formations résistives. Geophysical Prospecting, Vol. XII, n° 3, 1964, p. 325-332.

[37] MILLOUET J. et MORLET J. - Utilisation d'un central de digitisation d'enregistrements sismiques. Geophysical Prospecting, Vol. XIII, n° 3, 1965, p. 329-361.

[38] MOHAMMADIOUN B. - Structure du manteau et du noyau terrestres d'après les spectres d'énergie des ondes longitudinales. Thèse de Doctorat ès-sciences physiques, Paris, 1966.
# GEOTHERMIE

## J. GOGUEL

Ingénieur Général des Mines. — Directeur du Service de la Carte Géologique de France

A la suite de l'assemblée de l'UGGI à Berkeley, il a été décidé d'entreprendre en France des mesures du flux géothermique, dans le cadre d'une action concertée intéressant le Bureau des Recherches Géologiques et Minières et l'Institut de Physique du Globe de Paris. Le B. R. G. M. a réalisé un équipement pour la mesure du profil thermique en sondage, capable de descendre à 1200 m, et dont la dernière version atteint la précision de 0,01° ; à l'I. P. G. a été réalisé un appareil pour la mesure de la conduction thermique des roches. Les premiers résultats sont en cours de publication [3]. Au Mont des Blonds, dans un granite (46°1' ; 1°1'E), on a trouvé un flux de 10,16 ± 1,35 µw/cm², sur 410 m de profondeur (gradient 2,92 à 3,92°/100 m). A La Touche près Ambernac (45°46' ; 11'E), dans le Jurassique, le flux a été trouvé de 7,18 ± 0,55 µw/cm² (gradient 2,92 à 3,52°/100 m). Les mesures sur d'autres sondages sont en cours d'élaboration.

Dans le domaine de la recherche de l'énergie géothermique, en dehors d'articles de seconde main sur les réalisations étrangères, un exposé sur les recherches entreprises à la Guadeloupe, qui n'ont pas encore atteint le stade des sondages profonds, a été présenté au symposium de l'Association de Volcanologie en Nouvelle-Zélande [2].

F. VERREault [5] aboutit à une estimation des températures dans le manteau, comme l'une des conclusions de son travail consacré à une détermination d'un modèle de la Terre rendant compte des périodes propres mesurées, par une inversion du calcul de ces périodes. L'écart entre la loi de densité à laquelle il arrive ainsi pour le manteau inférieur (couche D), et le gradient fourni par l'équation de ADAMS & WILLIAMSON (compressibilité déduite des vitesses sismiques) est interprété comme provenant de l'écart entre le gradient thermique réel et le gradient adiabatique, la matière étant supposée homogène. Le gradient thermique ainsi calculé se trouve relativement peu influencé par la valeur, fort incertaine, du paramètre de Grüneisen, et paraît être de l'ordre de 1°25 par km. L'auteur propose un modèle thermique pour l'ensemble du manteau.

L'étude des contraintes mécaniques engendrées dans un modèle de Terre solide par son régime thermique a été abordée par G. JOBERT et J. LE MOUEL, et par J. GOGUEL. JOBERT & LE MOUEL [4] schématisent un continent entouré par un magma profond de conductivité différente par un demi-cylindre elliptique, et calculent les contraintes
mécaniques lorsque s'établit un flux thermique uniforme : il s'agit essentiellement, si le continent est le moins conducteur, d'efforts d'extension dans la partie centrale, les contraintes le long des bords étant moins importantes.

J. GOGUEL [1] calcule l'énergie élastique emmagasinée dans un modèle de terre solide, tandis qu'apparaissent les contraintes dues au refroidissement. Il montre que cette énergie est très insuffisante pour expliquer les phénomènes tectoniques et sismiques, ce qui le conduit à rejeter la vieille hypothèse de la contraction.

BIBLIOGRAPHIE

[1] GOGUEL J. - Une estimation de l'énergie mécanique disponible dans la contraction par refroidissement. *Tectonophysics*, 2, 5, p. 395-400, 1965.

[2] GOGUEL J. - Les recherches françaises d'énergie géothermique à la Guadeloupe. *Bull. Volcanologique*, n° 29, sous presse.

[3] HENTINGER et JOLIVET - Sur quelques déterminations du flux géothermique en France. *Bulletin du B.R.G.M.* sous presse.

[4] JOBERT G. et LE MOUEL J. - Tensions thermoélastiques dues à une différence de conductivité thermique. *Ann. de Géophys.*, 20, 2 p. 133-144, avril-juin 1964.

[5] VERREAULT F. - L'inversion des périodes propres de torsion de la Terre III. Etude physique du manteau terrestre. *Ann. de Geophys.*, 22, 2, p. 131-146, avril-juin 1966. (Le problème thermique est traité dans cette troisième partie ; les deux premières parties ont paru dans le t. 21, p. 252 et 428).
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# SECTION DE MÉTÉOROLOGIE
ET PHYSIQUE DE L'ATMOSPHÈRE
TABLE DES MATIERES

<table><thead><tr><th></th><th>Pages</th></tr></thead><tbody><tr><td>Climatologie par R. ARLÉRY</td><td>103</td></tr><tr><td>Radioactivité et Electricité atmosphériques par D. BLANC et J. BRICARD</td><td>110</td></tr><tr><td>Physique des nuages par H. DESSENS</td><td>115</td></tr><tr><td>Macrométéorologie et prévision du temps par G. DADY</td><td>121</td></tr><tr><td>Les perturbations du relief par P. de FÉLICE</td><td>128</td></tr><tr><td>Rayonnement atmosphérique par Melle J. LENOBLE</td><td>132</td></tr><tr><td>Les problèmes de couche limite en météorologie par J. SAISSAC</td><td>137</td></tr><tr><td>Recherches effectuées sur les aérosols par G. SOULAGE</td><td>140</td></tr><tr><td>Constituants variables de l'air par Mme A. VASSY</td><td>149</td></tr></tbody></table>
# CLIMATOLOGIE

## R. ARLERY

Ingénieur en Chef de la Météorologie Nationale

### I - RESEAUX CLIMATOLOGIQUES

Le nombre actuel des stations et postes climatologiques en France peut être considéré comme suffisant pour les besoins nationaux, bien que la répartition des lieux d'observation ne soit pas, en toutes régions, entièrement satisfaisante. La qualité des travaux scientifiques en matière de climatologie souffre toutefois de l'absence d'un véritable réseau fondamental, la majorité des 120 stations que l'on est amené à prendre comme stations de référence étant implantées sur des aérodromes où leur activité est commandée par des préoccupations immédiates de météorologie synoptique plus que par des considérations d'ordre climatologique. Plussieurs de ces stations ont d'ailleurs changé de place depuis 1946 et d'autres risquent de subir le même sort à plus ou moins brève échéance en vertu des plans d'aménagement de l'infrastructure aéronautique.

Pour les postes climatologiques, où les responsabilités de l'observation sont confiées à des personnes généralement dévouées, mais non spécialisées en météorologie, on s'efforce d'améliorer leur répartition à l'occasion des modifications qui interviennent, au rythme d'une centaine environ chaque année sur un total approximatif de 3000 postes pluviométriques, du fait du décès ou de la défaillance de certains observateurs.

Une quantité notable de réseaux autonomes tend à se développer dans diverses régions de la France, indépendamment du réseau contrôlé par la Météorologie Nationale, pour les besoins propres de collectivités publiques ou privées. Le Service Météorologique fournit éventuellement des conseils techniques dans de telles entreprises, mais ne participe ni à l'équipement ni à l'exploitation de ces réseaux. Son premier devoir est, en effet, d'assurer la maintenance d'un réseau limité, en veillant à ce que les observations issues de ce réseau présentent des garanties suffisantes pour pouvoir servir de données de référence aux organismes soucieux d'interpréter correctement les observations qu'ils croient bon de faire, pour leur propre compte, dans des conditions dont ils restent les seuls juges.

### II - TRAITEMENT DES DONNEES ET TRAVAUX DE CALCUL COURANTS

Tout en conservant son matériel mécanographique classique, la Météorologie Nationale a pris en location, pour la Division de Climato-
logie du Service Météorologique Métropolitain, un petit ensemble électronique Gamma 30 de la Compagnie Bull-General Electric. Cet ensemble, installé depuis le 22 novembre 1963, comprend :

- un lecteur de cartes perforées,

- une unité centrale à mémoire rapide (temps d'accès : 7 microsecondes) de 20 000 caractères,

- un bloc de six dérouleurs 10 kc pour rubans magnétiques,

- une imprimante rapide de 120 positions.

Ce matériel a permis d'augmenter le volume des documents élaborés (tableaux fondamentaux d'observations, tableaux de fréquence et de contingence, covariation et corrélation, ...), de simplifier certaines opérations (détermination du vent résultant, établissement des messages Climat et Climat-Temp, par exemple) et de progresser dans la mise au point de quelques programmes de contrôle automatique des données. On a pu également améliorer les méthodes de préparation des publications périodiques (Résumé Mensuel du Temps en France et ses suppléments décadaires, notamment) et commencer à étudier les problèmes d'interpolation.

D'autre part, la décentralisation du contrôle des observations pluviométriques met désormais à la disposition des usagers, sur le plan des six Régions Météorologiques, une documentation substantielle, sous la forme de "collectifs mensuels départementaux", dont la diffusion est facilement assurée par l'envoi aux abonnés de simples copies, obtenues par diazocopie, des relevés récapitulatifs établis sur papier translucide. Cette documentation, après un contrôle plus approfondi, est utilisée pour la préparation des Bulletins Pluviométriques Mensuels, contenant le détail des hauteurs quotidiennes des précipitations observées dans l'ensemble des stations et postes pluviométriques du réseau climatologique national. Les derniers fascicules parus sont ceux de l'année 1964. Les manuscrits de 1965 sont à l'impression.

### III - RECHERCHES, ETUDES ET ACTIVITES DIVERSES

a) A la Météorologie Nationale, de nombreuses études statistiques relatives à la température, aux précipitations, à la durée d'insolation, aux brouillards, aux orages, à l'occurrence de diverses conditions de visibilité, de plafond ou de vent, ont été préparées pour un nombre accru de stations météorologiques. La documentation est généralement établie sur papier translucide se prêtant facilement à la reproduction et permettant de faire face aux demandes de façon relativement économique et assez rapidement.

Une faible partie de cette documentation a pu faire l'objet de publications, notamment en ce qui concerne la climatologie aéronautique [5, 15, 30, 40, 42]. Des travaux d'ensemble ont également été publiés sur les précipitations [18], les jours de précipitations [16] et les températures [17], ainsi que différentes études de climatologie locale [5, 7,
20, 21] ou consacrées aux vents en altitude [8, 9] et aux températures dans la stratosphère [41].

Les mesures sur le régime des vents à haute altitude, poursuivies dans la région parisienne et aux 1les Kerguelen, ont mis en évidence certains caractères généraux de la circulation à haute altitude au-dessus de cette zone du Globe [3, 4].

Une étude comparative sur des données d'observations d'Abidjan et de Bordeaux (R. GENÈVE et J. SPEICH, Etablissement d'Etudes et de Recherches Météorologiques) a confirmé le caractère global de l'oscillation biennale de la stratosphère équatoriale, ce résultat ne s'appliquant pas aux régions tempérées.

L'élaboration de l'Atlas Climatique de la France suit son cours. Aux 13 planches contenant les cartes mensuelles et annuelle des précipitations moyennes (1921-1950), parues à la fin de l'année 1965, s'ajoutèrent, dans le courant de l'année 1967, 4 planches de l'état du ciel et de la nébulosité et 3 planches des jours de précipitations. Les 13 planches concernant les moyennes de température ont été dessinées et seront prochainement remises à l'impression.

Les données nécessaires à la réalisation de l'Atlas Climatologique de l'Association Régionale VI (Europe) de l'Organisation Météorologique Mondiale ont été rassemblées dans deux volumés du Mémorial de la Météorologie Nationale [19] qui fournissent la documentation numérique la plus récente sur les divers éléments du climat de la France.

b) Pour les pays d'outre-mer, à côté d'un travail de climatologie aéronautique effectué par l'Agence pour la Sécurité de la Navigation aérienne (A. S. E. C. N. A.), il convient de mentionner des monographies climatologiques intéressant plus particulièrement la Guadeloupe [43], la Guyane française [14], la République Centrafricaine [28] et l'île de Tahiti [39].

En République Libanaise, le R. P. PLASSARD, Directeur de l'Observatoire de Ksara, a apporté une aide très efficace au Service Météorologique du Liban pour la mise au point de l'Atlas Climatique du Liban [38].

c) Des travaux de climatologie ont aussi été effectués dans des Instituts de Physique du Globe [12, 37] ainsi qu'au Laboratoire de Météorologie et de Dynamique de l'Atmosphère (Paris, Bellevue) où Madame F. SCHREMMER et P. de FÉLICE ont mené à bien une étude comparée de la pluviosité à une vingtaine de stations de France et d'Algérie [13].

d) Au niveau universitaire, la climatologie est surtout étudiée, en France, dans les Facultés des Lettres et Sciences Humaines, où est dispensé l'enseignement de la géographie. Parmi les très nombreux travaux ainsi produits au cours des quatre dernières années, on retiendra notamment deux thèses de doctorat [2, 33, 34], des études sur les types de temps ou les précipitations [25, 31, 35, 36], des notes sur les variations thermiques le long des pentes [22, 23] et des documents d'information [32].
e) Enfin, des stagiaires ou chercheurs étrangers ont mis à profit leur séjour en France, auprès de la Météorologie Nationale ou dans les Facultés des Sciences et les Laboratoires du Centre National de la Recherche Scientifique, pour préparer des thèses de doctorat [24], rédiger des monographies climatologiques de leur pays [11, 29] ou étudier des problèmes particuliers à leur région [6, 10].

BIBLIOGRAPHIE

[ 1 ] A. S. E. C. N. A. (Agence pour la Sécurité de la Navigation Aérienne), 1964. Aperçus de climatologie aéronautique pour les principaux aéro-dromes confiés à l'A. S. E. C. N. A. (Exploitation Météorologique), A. S. E. C. N. A., Paris 194 pages.

[ 2 ] BALSEINTE R. - 1966, Climats montagnards et stations climatiques d'altitude en France. Thèse principale de doctorat d'Etat, 1 volume, 522 pages + 1 atlas, 150 pages (en vente à la librairie des Sciences et Techniques françaises et étrangères, 24, rue des Ecoles, Paris 5e).

[ 3 ] BARBÉ et al. - 1964, Résultats de sept années de mesure précise du vent en altitude jusqu'à 30-40 km dans la région parisienne. *Monographie de la Météorologie Nationale*, n° 34, 179 pages.

[ 4 ] BARBÉ et al. - 1966, Vent en altitude jusqu'à 30 à 40 km à l'observatoire de Magny-les-Hameaux. Données quotidiennes et statistiques mensuelles, Année 1964. *Monographie de la Météorologie Nationale*, n° 56, 26 pages.

[ 5 ] BEAU A., BOURHIS E. et BERGES R. - 1965, Climatologie en altité au sud de la mer Rouge et climatologie aéronautique de Djibouti-Aérodrome. *Monographie de la Météorologie Nationale*, n° 48, 44 pages.

[ 6 ] DALMAZ M. - 1963, Le régime pluviométrique de la Turquie au printemps. *Journal de recherches du Centre National de la Recherche Scientifique*, juin 1963, p. 217-242.

[ 7 ] DAVID A. - 1965, Les vents au sol enregistrés en Eure-et-Loir. *Monographie de la Météorologie Nationale*, n° 47, 50 pages.

[ 8 ] DETTWILLER J. - 1964, Les vents en altitude à Reggan. *La Météorologie*, avril-juin 1964, p. 103-116.

[ 9 ] DETTWILLER J. - 1965, Vent en altitude à Colomb-Béchar. Statistiques 1959-1964. *Monographie de la Météorologie Nationale*, n° 51, 20 pages.

[10] DIZIER M. et SUKAN B. - 1966, Sur la périodicité des températures à Istambul. *Bulletin du COMPLES*, n° 9, p. 57-59.

[11] DJAVADI C. - 1966, Climats de l'Iran. *Monographie de la Météorologie Nationale*, n° 54, 103 pages.