Câbles jusqu'au cratère

L'équipement, dont 3 000 m de câble LAPP, est transporté à travers la glace et la neige jusqu'aux pentes du volcan Hekla en Islande (© Institut météorologique islandais).

Les volcans font autant partie de l'Islande que les geysers, les elfes et les trolls. L'un des plus actifs et des plus dangereux est Hekla, situé dans le sud de l'île. Il entre en éruption environ tous les dix ans, les dernières fois en 1970, 1980, 1991 et 2000, projetant des fontaines de cendres jusqu'à 30 kilomètres dans les airs. Mais depuis la dernière éruption en 2000, le volcan semble avoir fait une pause. C'est une bonne nouvelle pour les touristes, qui affluent sur le bord du cratère, à 1491 mètres d'altitude. L'Hekla pourrait entrer en éruption à tout moment", prévient Martin Möllhoff, "et plus cette accalmie dure, plus l'éruption pourrait être violente. Le physicien allemand travaille à la School of Cosmic Physics de l' Institute for Advanced Studies à Dublin, en Irlande. Il y dirige le département technique qui surveille de nombreux volcans dans le monde, dont l'Hekla, à l'aide de sismomètres. Si ces sondes détectent de petites vibrations dans le sol, c'est une alerte rouge. Les dernières éruptions n'ont été détectées dans les courbes de mesure sismique que 30 à 80 minutes à l'avance. En conséquence, tous les visiteurs d'Hekla doivent télécharger une application sur leur smartphone qui reçoit des messages d'avertissement par SMS.

Martin Möllhoff vérifiant les sismomètres sur le volcan
(© Dr David Craig, DIAS, Dublin Inst. For Advanced Studies)

L'équipe de Möllhoff installe actuellement six sismomètres sur le volcan. Chacun de ces cylindres métalliques contient une masse constituée d'un alliage métallique thermiquement stable. Celle-ci est maintenue pratiquement immobile grâce à une boucle de rétroaction électronique. Les vibrations du sol font vibrer le boîtier, tandis que la masse ne suit pas le mouvement en raison de son inertie. La position de la masse par rapport au boîtier est mesurée et la boucle de rétroaction applique une contre-force magnétique ou électrostatique, selon le modèle. La tension nécessaire pour générer cette force est la valeur mesurée qui est enregistrée numériquement. Cela permet de détecter des mouvements de quelques nanomètres seulement (1 nanomètre = 1 millionième de millimètre).

Le délai d'alerte de la Hekla étant très court, il n'est pas possible de stocker les relevés dans le sismomètre et de prendre des mesures sur place tous les quelques mois comme d'habitude. Au contraire, ils doivent être transmis immédiatement. Cela se fait généralement par le biais d'un modem de téléphone mobile 3G, mais ce n'est pas possible pour tous les sismomètres car le modem 3G nécessite jusqu'à cinq watts d'énergie électrique. Dans le paysage morne de l'Islande, où le soleil ne se lève que quelques heures par jour en hiver, voire pas du tout, les cellules solaires ne peuvent pas fournir suffisamment d'énergie. L'équipe de Möllhoff a donc décidé d'utiliser un câble de LAPP pour transférer les données. Ce câble transfère également l'énergie nécessaire au fonctionnement des sismomètres, qui est générée par trois petites éoliennes.

Le câble a été fourni par Johan Rönning, le leader du marché des équipements électriques en Islande. Johan Rönning importe et vend les produits LAPP en Islande et fournit des composants électriques à la plupart des installations géophysiques. L'entreprise travaille avec LAPP depuis 1985.

Dans de nombreux secteurs, LAPP est connu pour ne pas utiliser de quantités minimales de commande. Les scientifiques ont ainsi pu commander les trois kilomètres de câble dont ils avaient besoin pour l'ensemble de leur installation. Mais le principal argument en faveur du câble LAPP était sa robustesse. La roche volcanique dure rend impossible l'installation d'un câble sous terre, ce qui signifie qu'il doit pouvoir rouler sur des roches acérées. Le câble doit donc être capable de résister à la fois à l'usure mécanique et aux températures glaciales de l'hiver islandais. En outre, à certains endroits, des gaz hautement corrosifs s'écoulent du sol.

C'est à Bergur Bergsson qu'est revenue la tâche de sélectionner le bon câble. L'ingénieur du bureau météorologique islandais s'est mis à la recherche d'un câble Ethernet rempli de vaseline, avec quatre fils torsadés, un blindage et une gaine extérieure robuste. Il a choisi un câble extérieur pour les connexions de télécommunications. Le câble se compose de quatre paires torsadées, enveloppées dans une bande de plastique recouverte d'aluminium qui fait office de blindage. La gaine extérieure en PE est résistante aux UV et est étanche longitudinalement, ce qui signifie qu'aucune humidité ne peut pénétrer dans la gaine. Si l'eau pénètre aux extrémités du câble, en l'occurrence au niveau des connexions avec le sismomètre et le modem dans le centre de données, ou par une fissure causée par un objet pointu, elle est empêchée de se propager dans le câble. C'est parce que le câble est rempli de vaseline.

Möllhoff considère que ce câble est un très bon choix. L'alimentation en courant continu de 60 volts des sismomètres est stable, tout comme la transmission des données dans les deux sens via des paires de fils séparés. Cela permet aux volcanologues d'ajuster les réglages des sismomètres à une distance considérable. Le système de mesure fonctionne parfaitement : le premier sismomètre collecte 1,5 gigaoctet de données par mois et les transmet en direct à Reykjavik et à Dublin.