[PDF] Etablissement dun réseau général de stations gravimétriques en

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RÉPUBLIQUE FRANÇAISE

MINISTÈRE DE LA FRANCE D'OUTRE-MER

OFFICE DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE E-r TEctiNiQu~ OUTRE-MER BEISSEMENT D'UN RESEAU GENERAL DE STATIONS GRAVIMETRIQUES

UE, A MADAGASCAR, A LA REUNION ET A L'ILE MAURICE

Mm' F. DUCLAUX

J. MARTIN .,i- I C. BLOT 1 R. REMIOT

0 R S T 0 M

20, Rue Monsieur - PARIS-VII*

AVRIL 1954

Préface

Carte $1 '- $11 - $ III - $IV - yv - $VI - $ VII - $,VIII- y IX - 5x - $XI -

Schémas

ÿ XII -

9 XIII-

$ XIV - $XV - 'T XVI - $ XVII- _I_________--_------------------ __________----------------------- page s 1

Tableaux des resul-tats numériques :

Appareil utilisé

4 _

Etude de l'appareil 4

Qualités du gravimètre 6

Défauts du gravimètre 7

Node de transport 8

iviode d'emploi de l'appareil 9

Etalonnage de l'appareil 10

Influence luni-solaire Il

Obtention des résultats 12

Elaboration des résultats. Compensations 13

Valeur origine et base d'étalonnage 15

de compensation

16 à 21

Différences avec les résultats antérieurement pubiiés 2i Comparaison des résultats du présent travail avec les résultats des mesures pendulaires 23

Précision des résultats obtenus 27

Comparaison avec les résultats de Norman Harding 28

Détermination des altitudes

33

Détermination des anomalies 34

5 XVIII-Présentation des résultats 34

c$ XIX - Amilioration des résultats 35

Stations 1. à 20

II

21 à 39

11 40à 56

II 57 à. 76

f1 77 à 36 11

97 à 116

11 117 à

135

II 136 à 154

II 155 à 174

11 175 à 194

11 195 à 213

tt 214 à 232 tt 233 à 252

II 253 à 272

11 273 à 293

France, Afrique du Lord

tt tt II

Aoulef, Villa Cisneros et Sénégal

Sénégal et Mauritanie

Sénégal, Guinée, Soudan

Sénégal, Soudan

divers A.O.F., Sierra Leone, Libéria

Higer, Togo, Gold Coast

Togo, Dahomey, Nigeria, Cameroun, Tchad

Tchad, Cameroun, Oubangui, Gabon

Gabon, Moyen Congo

Noyen Congo, Congo Belge

Congo Belge, Rhodesie, Est africain britannique

Est.africain britannique, Madagascar

Madag-star, Za Réunion, Ile Naurice

pages 36
37
38
39
40
41
42.
43
44
45
46
47
h8 49
50

PREFACE -----------m-w---- --_----__-------_-_

L'idée première des campagnes gravimétriques africai- nes, dont on trouvera les résultats dans cette publication, revient à Mme Françoise DUCIAUX, chef du service géophysi- ue "r de l'office de 1s Recherche Scientifique Outre-Mer 0.R.S.O.M.) de 1946 à 1953.

Dès 1949, Mme DUCLAUX établit un avant-projet et le soumit à diverses personnalités intéressées par la question. Ses efforts se concrétisèrent par la réunion, le 22 juin 1950, d'une commission de géophysique, dont la composition était la suivante :

ARNAUD, Ingénieur en chef des Mines, Directeur G&éra1 du Bureau Minier de la France d'outre-mer,

BRUZON, Inspecteur Général de la Météorologie outre-mer, CSGNIARD, Professeur de Géophysique appliquée à la Sorbonne, GOKLOMB, Professeur à la Sorbonne, Directeur de l'Institut de-Physique du Globe de Paris, F.KUCHON, Inspecteur Général des Services géographiques de la France d'outre-mer,

GOGUBL, Ingénieur en chef des Mines, Directeur-adjoint du Bureau des Recherches Géologiques et Géophysiques,

L@A~, Inspecteur Général de la Météorologie outre- mer,

B.P. DEJAY, Membre de ltlnstitut, Président de la Section gravimétrique du Comité national français de Géodésie et de Géophysique, M. MIGAUX. Ingénieur en chef des Mines. ' Digecteur de la Compagnie genérale de Géophy- sique,

Fl. THELLIER, Professeur à la Sorbonne.

dâmes

Sur l'avis favorable de cette commission, nous déci- la réalisation du projet tel qu'il avait été présenté par Mme DUCLOUX, et nous en confiâmes la réalisation à cette derniere, ainsi qu'à M. Jean MARTIN, alors Chef de la Sec- tion de Géophysique des Expéditions Polaires françaises et habitué , par ses expéditions au Groenland aux liaisons gravimétriques à grande distance au moyen des gravimètres modernes.

Mme DUCLOUX et M. MARTIN se partagèrent la préparation de la première campagne.

Ils commandèrent en Amérique un gravimètre spécialement adapté au travail qu'ils se proposaient de faire, et établi- rent des contacts tant avec les organismes français s'inté- ressant à la Géodésie et à la.Géophysique qu'avec les spé- cialistes et établissements étrangers qualifiés; Du

côté français ils obtinrent l'appui officiel, sous forme de lettres de recommandation : de l'Institut de France (15.1.51), du Bureau des Longitudes (17.1.51), de l'Institut Géographique National (30,1.51), de l'Institut de Physique du Globe. de Paris (11.1,51) et du Comité National Pran ais de Géodésie et de Géophysique (17.1.51 7 . 2

Les C!ompagnies de navigation aérienne françaises, de leur côté (Air-France, T.h.I., Air-Transport, Aigle-azur) ainsi que les Secrétariats Généraux aux Forces armées (Air et à l'iiviation civile et commerciale (S.G.A.C.C.), sai- sissant l'intérêt des études en projet, leur accordèrent de nombreuses facilités.

ii l'étranger, les contacts furent pris, en vue des mesures à. faire dans les territoires africains belges et britanniques, avec l'Institut bel e pour la Recherche scientifique en Afrique centrale I.R.S.k.C.) et l'Obser- vaMiré royal de Belgique d'une part, avec M.M. les Professeurs E.C. BULLARD (%ationûl Ph sical laboratory, Teddington) et B.C. BRObJNE (Cambridge 3 d'autre part.

La première campagne fut accomplie du 2'7 mars au

26 juin 1951 par l4me DUCLAUX et Pi. &.&TIN, Elle les conduisit jusqu'à 1'Ile tiaurice et se déroula selon le plan prévu et sans aucun incident bien que celà repré-

sentât un total de 42.485 km parcourus en avion et 151 heures de vol effectif avec 57 atterrissages.

Les résultats en furent présentés'en août

1951 au Congrès de l'U,G.G.I. à Bruxelles où il semble qu'ils furent généralement appréciés,

Une conséquence accessoire de leur intérêt fut deux demandes faites à l'Office par 1'Institu;t géogra- phique militaire yougoslave d'une part et par L'Institut géographique portugais d'a?atre part, désireux de faire déterminer des bases gravimétriquus en Yougoslavie et au Portugal. Travail qui fut exécuté par Pi. PIARTIN respecti- vement du 15 au 21 novembre 1951 et du 16 au 22 janvier

1952.

La deuxième campagne eut lieu du 27 février au 8 juillet 1952, Hme DUC%AUX ayant été appelée entre temps par ses fonctions à Bangui pour assurer au Centre de Géoph>;rsique de l'Office les observations magnétiques pendant l'éclipse totale de soleil du 25 février 1952, M.

\ PlARTIN prépara la deuxième campagne gravimétrique africaine, Il en réalisa seul le début du 27 février au

3 avril 1952, s'arrêtant à Marseille, Alger, Casablanca, Lisbonne, etc... jusqu'à Dakar et accomplissant sur un petit avion Fairchild du Gouvernement Général de l!A.O.F. le tour du Sinégal.

Buis il poursuivit son travail c*~ec la collaboration de M. Claude BLOT, jeune géophysicien du Centre de Géophy- sique de M'Bour et visita avec lui presque tous les aéro- dromes d'A.0.F. et d'A.E.F.

De retour à Dakar, PI. %&TIN effectua, en collaboration cette fois avec IV. René RE4!lIOT (également jeune géophysicien du Centre de MfBour), sur la demande et avec l'aide budgétai re de la Direction des Mines de 1'd.O.F. et du Bureau de Recherche du Pétrole, des déterminations gravimétriques sur les aérodromes de la boucle du Niger, de Bamako à Gao, et à toutes les gares de chemin de fer où s'arrête l'express Bamako-Dakar. .

après

De retour à Paris, où il arrive le 8 juillet 1952, avoir fait au passage de nouvelles mesures au Maroc et en Algérie, $11, iQ&TIN effectue alors, avec pendant quel--- que temps l'aide de M, BLOT, rentré en même temps que lui, les calculs de la seconde campagne, calculs dont les résul- 5 tats ont été publiés aux Comptes-Rendus de l'Académie des Sciences.

Au cours de cette seconde campagne, 45.786 km ont été couverts en

191 heures de vol effectif avec 124 atterrissa-., ges.

L'ensemble des deux campagnes totalise donc 88.271 km (plus de deux fois le tour de la terre) parcourus en avion en 342 heures de vol effectif avec 181 atterrissages,

En outre, de nombreux,circuits locaux ont été effec- tués en auto, et le parcours Bamako-Dakar (1230 km) a été effectué par le train.

?:a L

Il restait à. reprendre en detail les calculs de la première campagne, y ui avait été conduits ra-idement, à effectuer la compensation générale des résultats des deux campagnes, à procéder à la détermination des coor- données géographiques et des altitudes en se basant sur les cartes et les nivellements les plus récents et à faire le calcul des anomalies.

Ce sont ces résultats définitifs qui sont contenus dans les pages qui suivent. Ils ont été établis par M. NARTIN qui a rédigé également les explications techni- ques préliminaires.

L'intérêt du réseau gravimétrique obtenu 'réside principalement dans sa*très grande homogénéité. Le grand nombre de recoupements ménagés entre les deux campagnes; la polygonation effectuée pour chacune d'elles, ont permis d'obtenir cette homogénéité. De plus, ce réseau . est pratiquement étendu à toute l'Afrique. PL semble que les stations de ce réseau puissent servir de ?Xtses sûres' pour Les réseaux locaux et qu'ainsi le but principal de ce travail ait été pleinement atteint.

Déjâ la Compagnie Générale de Géophysique utilise les stations du réseau ORSON comme point de départ pour ses travaux au Gabon, au Cameroun, en Côte d'ivoire et . au Sénégal.

A la Réunion de Géophysique de Mairobi en 1952, PM. J.M.BROW!!, du Geological Survey of Uganda, H33RRIN~K; I du Service météorologique du Congo Belge et MACO4QEC3(1, ; .* . ,

du Soudan, ont décidé d'un commun accord d'utiliser les, , _ valeurs du réseau OR~OM comme base pour leurs propres travaux de mesure de la gravité.

Raoul COMBES, . .

Nembré de l'Institut, Directeur de l'Office de la Recherche . _' * * Scientifique & Technique Outre-Mer. . . .

4

1 - f&areil utilisé ------------- - Clest un gravimètre North-American (1) portant le no 124. Ce-t appareil comporte , par rapport

aÜ modèle courant utilisé-en pros- pection, un certain nombre de modifications qui ont été réalisées, sur notre demande , par le constructeur.

- Son domaine d'utilisation sans changement de zone est de 1.000 milligals (au 12eu de 100).

- Le règlage des niveaux (qu'il est nécessaire de retoucher de temps en temps et, en tous cas, à chaque changement de

zone} peut être effectué de l'extérieur, sans aucun démontage, avec un simple tournevis.

- Un thermomètre de prgcision,permettant de lire facile- ment le l/lOO de degré centésimal, et lisible de l'exté- rieur à travers une fenêtre transparente, a son réservoir voisin du ressort principal du gravimètre, au centre de l'enceinte intérieure. Il permet de noter la température interne de l'appareil et d'en vérifier la constance,

- Le cadran de lecture, muni d'un compteur de tours, poss&de

100 divisions et peut faire 50 tours. Un diviseur permet de lire facilement le 1/10 de division et même d'apprécier mieux que le 1/2O de division (le diviseur d'origine, insuffisant, a été remplacé par un autre plus finement et plus exactement gravé.

On a remplacé le thermomètre droit permettant de lire la température de l'enceinte extérieure (qu'il fallait retirer de son logement pour faire la lecture, ce qui rendait son emploi incommode et ses indications illusoi- res) par un thermomètre coudé installé à demeure et dont la graduation (en

I/l00 de degré) est constamment sous les yeux de l'opérateur (2).

L'appareil est muni d'un double thermostat

a) une enceinte extérieure maintenue à

47OC environ b) une enceinte intérieure maintenue à 490c environ.

Ces températures de fonctionnement se sont révélées

('1) Constructeur : North-American Geophysical Company, 2627 Westheimer Road, Houston 6, Texas, U..S.A. (2) Thermomètre construit spécialement par la maison JACQUINOT, 19 rue Béranger, PARIS 3O. bien adaptés pour le travail que nous avons effectué, sauf en quelques stations de Mauritanie ou de la rég&on du Tchad où il aurait été préférable d'avoir un appa- reil fonctionnant à une température un peu plus élevée de quelques degrés.

Un trépied spécial, beaucoup plus léger, plus stable et moins encombrant que le modèle d'origine avait été fabriqué à Paris. Les batteries d'acaaulateurs servant à l'alimentation étaient formés de trois éléments au plomb, de type léger, avec bac en matière plastique transparente et billes de densité, d'une capacité de

30 A-H. (3) enfermés dans une solide boîte d'alimunium.

teur

Le matériel électrique emporté (redresseur, survol- - dévolteur universel, rhéostats) permettait de charger les accumulateurs sur n'importe quelle source de tension continue ou alternative.

II

- Etude de l'aeeareil ----...-e----- ----- - Une étude expérimentale très poussée de l'appareil a été effectuée

a)

en juillet 1951 iuladame DUIILAUX et J. PlARTIN détermi- nent, à l'observatoire de Bagn&es (4) - l'influence du magnétisme terrestre sur les lectures du gravi-mètre. On a trouvé que cette influence était très faible : lectures identiques dans toutes les orientations du gravimètre, sauf lorsque cette orientation est'telle que l'observateur regarde vers le Sud : dans ce cas la lecture au cadran est augmentée de moins de

0,l divi- sion, ce qui correspond à une valeur de g indiquée trop

(3) Constructeur : DININ,

23 Avenue de la Grande Armke, Paris 16O. '. (4) La nouvelle cave gravimétrique de l'Observatoire de Bagn&es est particulièrement bien adaptée à ces travaux; le sol en est d'une stabilité remarquable et on n'y observe presque jamais d'agitation micro- séismique.

5 forte de moins de 0'02 mgal (5) Cette étude a été reprise postérieurement plusieurs fois avèc le même résultat. - le coefficient de température de l'appareil. Grâce à

un montage électrique facile à imaginer et à réaliser, on peut obtenir à. l'intérieur de l'appareil des tempéra- tures variables de plusieurs centièmes de degré tout en réalisant à chaque fois un état d'équilibre thermi- que. On étudie alors la relation entre la température interne lue sur le thermomètre et la lecture au cadran (corrigée chaque fois de l'influence luni-solaire). On trouve que la lecture au cadran diminue de 0,12 division pour une au de degré centésimal T? entation de température de I/l00 ce qui correspond à 0,025 mgal).

- le coefficient de

pression de l'appareil. Un caisson étanche spécial a été construit à cet effet. On neut y observer l'appareil au moyen d'un hublot pendant que l'on

fait varier la pression. On observe les varia- tions de la lecture faite s:nr l'échelle graduée du micromètre,

et l'on sait (et l'on vvrifie d'ailleurs à chaque experience) que pour le gravimètre utilisé 3 divisions du micromètre correspondent à 2 divisions du cadran.

On trouve expérimentalement que la relation entre l'altitude et la lecture au cadran est pratiquement linéaire : la lecture au cadran diminue de 0,92 divi- sion pour une élévation en altitude .de 1.000 mètres (ce qui correspond à 0,19 mgal),

(5) Ce résultat n'est valable sans modification que pour cas, les latitudes moyennes de l'hémisphère Nord; dans ce

1Jaxe en effet, lorsque l'observateur regarde vers le Sud du ressort principal est approximativement paral- lele au champ magnétique terrestre : c'est dans cette position que l'influence du champ est maximum. Lors de la mise en station, cette orientation devrait être évitée. 'C eci est valable pour tous les gravimètres North-&nerican. Pour les gravimètres Western, construits diffiremment, l'orientation à éviter est celle pour laquelle l'observa- teur regarde vers l'ouest. L'expérience doit être conduite très lentement et le séjour à l'altitude maximum atteinte prolongé un temps suffisant pour être sur que le gravimètre est en parfait état d'équilibre. Bien entendu, comme l'expérience dure longtemps, il faut tenir compte des variations de l'influ- ence luni-solaire.

- la linéarité de

l'appareil. Grâce au changement de zone de l'appareil on peut effectuer la mesure de la différence de gravité entre deux stations données en utilisant différen- tes régions du cadran de lecture.

On a utilisé les stations de :

Bagn&es nouvelle cave - Ste. Marie de Campan - Dépôt La Ikngie et Col du Tourmalet. La différence de gravité entre les stations extrêmes est d'environ351 mgaks, ce qui correspond à peu près à 1.700 divisions du cadran, qui en comporte 5.000 au total. On a opéré successivement entre les divisions

100 et 1.800, 1.300 et 3.000, 2.300 et 4,0001 30300 et 5.000, en faisant 2 aller et retour à chaque fois

Bien entendu, on fait les corrections luni-solaires et autres déjà connues, On a trouvé que l'appareil était rigoureusement linéaire entre les divisions 0 et 2.200 du cadran, pour s'écarter ensuite d'abord lentement, puis plus rapidement, de la linéarité. On a dressé une table des corrections à faire pour ramener dans chaque cas la lec- ture à celle d'un gravimètre idéal linéaire. Cette correc-- tion, qu'il faut toujours retrancher de la lecture faite, est nulle pour les lectures de 0 à 2.200 de 0,IO division 0,02 mgal) pour la lecture 4.100

0,20 l' i OP04 c' ) !' II 4.400

0,45 " (0,053 " > " 1' 41700

0,60 l1

i 0,12 lc

1 II '1 4.800

0,80 tt 0,16 11 1' 11

1,26 rr

0,26 c~ ) " '1 5-o;; .

qui est la lecture maximum permise par l'appareil 6

b) en septembre-octobre 1952 J. MARTIN et C, BLOT retour- nent à l',observatoire de Bagn&es et déterminent à nouveau par trois expériences complétes de caisson à dépression, dont deux effectuées à Bagnères et une à l'observatoire du sommet du Pic du Mdi, le coefficient de pression de l'appareil. Ils rew trouvent un resultat identique à celui déterminé en juillet 1951. B

c) L'expérience de toutesles mesures faites en France, en Yougoslavie, au Portugal et au cours des deux campagnes d'Afrique a amplement confirmé la validité des corrections de température, de pression et de non- linéarité ainsi déterminées.

III - Qualités du gravimètre ----------------------

a) Pidélité, Travaillant dans de bonnes conditions, l'appareil a une fidélité remarquable. Bien entendu, il faut appliquer dans chaque cas la correc- tion luni-solaire et les corrections instrumentales. Si l'on mesure la différence gravimétrique entre deux mêmes stations? on trouve alors, à quelques centièmes de milligal pres, la même valeur; on pourrait citer des centaines d'exemples. En voici quelques uns choi- sis au hasard.

- différence gravimétrique Paris-Lisbonne : elle aboutit aux valeurs de g suivantes à Lisbonne :

16.1.52 980 080,gO 22.1.52 --- ---,85

15.3.52

--- ---,82 - différence gravimétrique harseille-Alger 3.3.52 581,43 mgals 8.3.52 --y47 " 4.7.52 ---,45 '

- différence gravimétrique Alger-Casablanca : 9.3.52 263,08 mgals 29.6.52 ---,13 *' - dîffërence gravimétrique Niamey-Douala: 6.4.51 217,69 mgals

5.6.51 " 26.5.52 217,72 217,71 'I

- différence gravimétrique Douala-Pointe Noire

2.6.51 19,98 mgals 25/26.4.52 --,99 '

b) Sensibilité. Elle atteint facilement 2/100 de milligal. Dans de très bonnes conditions (sol très stable, appareil bien installé, opérateurs reposés, etc..) elle atteint et dépasse le 1/100 de milligal. C'est ainsi que J. MARTIN et C. BLOT ont pu faire à Brazzaville du 2 mai au 6 mai

1952 une étude de la marée gravimétrique ayant donné de bons résultats.

c) Absence de dérive. C'est là une des qualités les plus essentielles de l'appareil utilisé, Après un vieîlliseement de quelques semaines après sa mise en service, et en dehors des quelques jours qui suivent un changement de zone, la dérive de l'appareil peut être considérée comme nulle au repos, ou lorsque le trans ort s'effectue par un moyen très doux (avion par exemple P v I

Voici quelques exemples : il s'agit de circuits ayant été accomplis sans aucun changement de z,one., Les lectures données ont subi uniquement les corrections luni-solaire et instrumentales,

Tour du Sénégal

départ de Dakar-Ouakam le 31.3.52 à 7 h.30 T.U. retour à lecture 2095,19

11 ff le 3.4.52 à 18 h.15 T.U. lecture 2095,14 diffdrence 0,05 division soit O,Ol mgal *

Circuit principal en A.O.P. et en A.E.F.

départ de Dakar-Yoff Restaurant le 12.4.52 retour ?i. lecture 4501,86 11 Il II le 31.5.52 lecture 4502,25 différence 0,39 division soit 0,08 mgal

Tour de la iviauritanie

départ de Dakar-Yoff restaurant 1% 9.6,4552 lecture 2380,34 retour à

1: f? 11 le 10.6.52 lecture 2380,52 différence 0,îG division soit 0,04 mgal intérieur est remarquable.

Circuits au Kenya, Ouganda et Tangangika

arrivée à Nairobi-Eastleîgh le

17.4.51 lecture 794,64 départ de Nairobi-Eastleigh le 28.4.51 lecture 794,19 différence 0,45 division soit 0,09 mgal

etc... etc...

Si le transport erat plus brutal (auto plus ou moins bien suspendue sur une route plus ou moins bonne) une dérive de transport se manifeste, qui reste dfailleurs toujours faible .

Voici encore quelques exemples :

transport uniquement en auto; circuit de plusieurs cen- taines de kilomètres de Costermansville à Uvira, Baraka, Pizi et Rumonge,

arrivée à l'aérodrome de Costermansville le

17,5.54

départ de lecture 988,88 11 If le 21n5.51 lecture 988,02 différence 0,86 division soit

0,18 mgal

transport uniquement en auto (Jeep); mysures en nlu-- --d--- e-e-. -,-~-:*- - -,-Y.--,.I--. sieurs points de lYile de La Reunion

arrivée à l'aérodrome de Gîllot le

5-5.51

lecture 3812,11 départ de 1' 11 le 9+5.51 lecture 3810,89 différence 1,22 division soit O,25 mgal

&) Excellence des thermostats. Le système de double ly-_ll- thermostat dont est muni le gravimètre North-American s'est mon-Lr$ excellent. La constance de la température ~LT* z17r Le thermomètre pendant l'étude luni-solaire faire à Brazzaville du 2 mai au 6 mai 1952 la température lue n'a pas varié en tout de plus de un demi-centième de degré centésimal.

pendant toute la campagne au Portugal, du 16 janvier au 22 janvier

1952 les températures extrêmes lues ont été 48*,93 et 48*,97

pendant toute la deuxième campagne d'Afrique du 27 février 1952 au 8 juillet 1952, les températures extrê- mes lues ont été 48*,92 et 49*,00 bien qu'on soit passé de l'hiver en France à la chaleur tropicale.

IV - Défauts du gravimètre --------------------- a) Hystérésis des ressorts de lecture

Si, après la mise en station, on tourne le cadran de lecture d'un grand nombre de divisions, les lectures faites ensuite évoluent pendant quelques minutes (si on est pas& d'une lecture faible à une lecture forte? celle-ci va en diminuant, et inversement), Cet effet peut porter sur 4 à

5 dixièmes de division au maximum, soit au plus 0,1 mgal,

C'est un défaut véniel auquel on peut d'ailleurs remé,- dier facilement en préparant les lectures, c'est à dire en mettant, avant de quitter une station, le cadran appro- ximativement à la position quiil occupera à la station suivante,

b) gy-sterésis du chanpement de zong --.dL,..-.--- -

C'est là le plus grave défaut, pour ne pas dire le seul defaut important, du North-American no 124, Ciest un dGSau1~ de fabrication propre à ce gravimètre et que nous n'avons observé, avec cette importance, dans aucun des autres gras-' vimètres de tant'les Nos la m$me marque que nous avons utilisés (p:r.J

45,71,73 et 117)@

Ce défaut consiste en ce que? à la suite d'un chan ement de zone (variation de tension d'un ressort auxiliaire 7 une dérive s'établit,

8

Si le changement de zone effectué en une station a eu pour résultat de faire passer la lecture au cadran _ d'une valeur faible à une valeur forte, la nouvelle - lecture, va en diminuant et inversement.

L'amplitude totale de la dérive qui s'établit ainsi peut atteindre couramment 4 divisions (0 8 mgal) et exceptionnellement 8 divisions (1,6 mgalj.

Sa durée peut atteindre couramment

3 à 4 jours et exceptionnellement 8 jours.

En réalité, le taux de cette dérive, évalué en' divisions par heure, d'abord important, va en diminuant rapidement selon une loi bien règulière.

Pour remédier à, ce défaut, le mieux est d'attendre après chaque changement de zone que la dérive soit terminée avant de repartir. Ce qui n'empêche pas de faire des mesures gravimétriques locales alors que la dérive n'est pas encore complètement terminée : il suffit de faire des circuits avec -de fréquents retours à une même base, Cette pratique est même recommandable, car alors la dérive s'accélère un peu par le transport et le changement de zone est mieux "tass&avant le départ définitif, C) &ugmc:ntation de la dispersion des mesures pour les ---- lectu~f%%?ï~"~cadr~. MU_

Pour ces lectures faibles extrêmes (utilisees d'ailleurs le moins souvent possible, sauf en cas de nécessité absolue} la dispersion des mesures en une sta- tion donnée augmente, ce qui oblige à multiplier les lectures pour conserver la precision habituelle. (Ceci est peut être dû à ce que le'nombre de filets de la vis micrométrique engagés est diminué),

V - Mode de transgort. ------------- --a

C'est une question absolument essentielle, Une bonne partie du succès d'une campagne gravimétrique est dû à d'excellentes conditions de transport. Tous les gravi- mètres actuellement connus sont sensibles à. ces conditions, Il vaudrait mieux employer un gravimètre médiocre bien transporté que le neilleur gravimètre mal transporté.

La pratique enseigne quelles sont les bonnes et les mauvaises conditions de transport :

a) Il faut éviter tout choc aussi minime soit-il. C'est ainsi qu'il ne faut jamais poser directement l'appa- reil sur le sol, surtout sur un sol dur ou sur du ciment. Il faut se faire une règle absolue de ne poser l'appareil que sur un coussin de caoutchouc alvéolé, genre Dunlopillo. Il est commode de fixer un tel coussin sur une planchette de contreplalué.

b) Pour le transport en auto le berceau de transport spécial fourni par le

constructeur est convenable. U?T " autre moyen encore-meilleur consiste à tenir l'a sur les SF. g enoux, posé sur son coussin de caoutchouc ---Y9 planchette de contreplaqué repose alors directement sur les genoux.)

c) Pour le transport en avion, le mieux est encore de con- server l'appareil sur les genoux, posé sur le coussin de caoutchouc, Si le siège voisin de l'opérateur est libre, on peut, au moyen d'une couverture convenablement roulée, pliée et disposée, y établir une surface plane et horizon- tale sur laquelle on pose la planchette de contreplaqué Iunie du coussin de caoutchouc alvéolé (le contreplaqué nr ioit pas toucher les montants métalliques qui soutiennent les accoudoirs), Ce qu'il faut éviter à tout prix, c'est de transmettre à l'appareil les vibrations des moteurs, La transmission par l'air est négligeable, Le coussin de caoutchouc constitue un filtre qui arrête les vibrations, comme on peut s'en apercevoir en touchant du doigt succes-' sivement une partie métallique de l?avion et le gravimètre installé comme il vient d'être dit.

d) Transport par le train. Pour de petits trajets, conser- ver l'appareil sur les genoux. Au cours de la campagne d'Afrique 1952, J, MARTIN et R. RElYlIOT ont effectué en train le trajet Bamako - Dakar. Le gravimètre était entie- rement suspendu par des sandows et l'amplitude de ses oscillations limitée à la main, Néanmoins, la dérive de transport au cours de ce trajet, qui a duré environ 30 heures et au cours duquel 26 mesures,gra$m@riqyes ont f

9

été faites aux gares, a été de 1,75 division, soit l'avion, la compression adiabatiaue de l'air & l'intérieur G,%

VI -

- mgal. I de l'appareil a-élevé sa température. Il n'y a pas équi- libre de temperature entre les différentes partie-s de

Node d'em@oi de I'aEeareil -_------- -------..--- ---mm l'appareil (ressorts, fléau,.réservoir du thermomètre).

~_ Si on effectue la mise en station immediatement après

Il résulte de ce qui-précède,

L'idée directrice est que, dans chaque cas, les lectures faites doivent correspondre à un état d'équi- libre stable de l'appareil (nous supposerons toujours que l'appareil est utilisé un temps suffisant après le dernier changement de zone effectué, de sorte que la dérive de changement de zone est terminée).

Deux cas sont à considérer : l'atterrissage,

on constate que les lectures au cadran- vont toujours en augmentant. cutive à l'atterrissage, Il y a donc une derive consé- dont la grandeur totale 'et la durée dépendent de la différence d'altitude entre l'alti- tude de vol de.l'avion et l'altitude de l'aérodrome, et du temps que l'avion a mis pour passer de la Premiere al- titude à la seconde.

En général, la dérive tot&e est de l'ordre de 1 division du cadran (soit 0,2 mgal) et dure de' 1 à

3 heures,

a) cas normal : l'appareil. dans le trajet précédant la mesure, n'a pas subi de fortes variations de pression,

Il suffit, après la mise en station et après avoir fait la première lecture au cadran, d'attendre quelques minutes pour que la petite dérive dut? à l'hystérésis des ressorts de lecture soit terminée. On .fait alors

4

& 6 lectures indépendantes du cadran, par exemple une lecture toutes les deux minutes (40 à 12 lectures pour les lectures faibles extrêmes).

On note : Dans ce cas, il faut suivre l'évolution de la tempé- rature interne lue et des lectures au cadran jusqu'à ce que l'équilibre,final soit obtenu. A noter que l'équili- bre final ne se caractérise pas par des lectures

succes- sives identiques à cause des variations luni-solaires de la gravité; il est d'ailleurs facile de tenir compte de cet effet si l'on possède des tables luni-solaires calcu- lées à l'avance.

a e-té C'est ainsi que nous avons opéré chaque fois que celà possible. l'escale de Si la durée &/L'avion est insuffisante, il faut alors, après la mise en station, suivre l'évolution des .lectures et la comparer à une courbe d'évolution complète obtenue dans un cas analogue; l'extrapolation de la courbe incomplète obtenue se fait alors facilement et avec une sécurité et une précision d'autant plus grandes que les mesures incomplètes ont pu se poursuivre plus longtemps. Ainsi, on peut admettre que si les mesures

ont duré 1/2 heure ltincertitude peut parfois atteindre jusqu'à + 0,1 mgal; si les mesures ont duré une heure l*incertitude ne dépasse pas 2

0,04 mgal. c

Pour choisir la courbe type à utiliser on note soi- gneusement au cours du voyage :

- l'altitude de vol de l'avion, - l'heure du début de la descente, \ - l'heure de l'atterrissage, - la température interne de l'appareil, - la pression atmosphérique,

lue sur un petit altimè- tre de poche, - l'heure T.U. exacte de chaque lecture individuelle. b) cas particulier : l'appareil dans le trajet préc& , dant la mesure a subi de fortes variations de pression.

C'est le cas d'une mise en station du gravimètre après un atterrissage d'avion, ou après un transport en montagne (téléphérique par exemple).

Dans ce cas, l'appareil n'est pas en équilibre, En effet, prenons par exemple le cas d'une mesure succédant à un atterrissage. Pendant la descente de

A l'heure de la mise en station, - l*altitude de la station.

Tous ces inconvénients pourraient être évités si l.*on possèdait un gravimètre du même type mais enfermé dans un caisson étanche qui'le soustraierait aux varia- tions de pression qui se produisent pendant le vol. L'idéal serait d'avoir un gravimètre en caisson étanche pouvant être manoeuvré et lu .à pression toujours cons- tante.

VII - Etalonnage' de l'aEearei1. m-w---- w.-w----- --m-v

Etalonner un gravimètre, c'est déterminer le nombre de milligals auquel correspond une division du cadran de lecture.

Il n'est pas question de traiter à fond ici ce sujet si important et si difficile.

L'étalonnage d'un gravimètre ne peut être fait qu'en le transportant en des stations où la valeur de g est déjà connue, c'est à dire a déjà été déterminée par des méthodes pendulaires.

La difficulté provient du fait que les gravimètres donnent des résultats beaucou lus plus précis que les pendules 1 fidèles et beaucoup

étalcnner un gravimètre avec PP toute de sorte que pour la pr8cision utili- sable, il est nécessaire d'opérer sur un nombre consi- dérable de stations pendulaires et d'adopter une méthode critique avant d'aboutir au résultat final.

(1) Un gravimètre comme le North-American no 124 permet de mesurer une différence de gravité de 800 mgals par exemple à + 0,25 dïvision du cadran (soit à. 2 0,05 mgal) alors qu'un pendule. ne pourra mesurer la même différence, dans les meilleures conditions, qutb 2 1 mgal. C'est ce que J. MARTIN a réalisé en 1949 et 1950 (2), Les résultats qu'il a obtenus ont été adoptés par le Comité Wational Français de Gravimétrie du 18 janvier 1951 et ont servi de base à llétablissement du catalogue des stations gravimétriques françaises

(3)-. Ces résultats sont concrétisés par les valeurs suivantes adoptées pour la base fondamentale française.

Paris-Observatoire.

Piliersde l'ancienne salle de

pesanteur g = 980 943,OO Toulouse-Observatoire. Pilier de la salle d'entrée de l-a Cave de l'horloge astronomique 43
= 980 .443,07

En pratique, cette base d'étalonnage a été étendue par J, WRTIN jusqu'à BBGNERES, au Col du Tourmalet et au Pic du prlidi. _. Bagnères de Bigarre - Observatoire., Nouvelle cave gravimé-

6% = 980 287,74 trique, --

Col du Tourmalet : g = 979 936,79

Bic du Hidi de Bigorre ,(station R.P. ZEJAY) :

g = 979 744,44

De sorte que l'étalonnage réel du gravimètre North-, American no124 utilisé a été effectué en mesurant avec soin par plusieurs aller et retour le nombre de divisions du cadran qui correspondent aux 655,26 mgals de différence

t

2) J. MARTIN. Liaisons gravimétriques internationales Congrès de l'U.G.G.I., Bruxelles, 1951) 5. FLARTIN. C?omment j'ai obtenu mon étalonnage défi- nitif (Commission gravimétrique internationale, Paris,

Sept-19531,

(3)

Melle S. CORON.. C a a ogue f 1 des stations principales du Réseau gravimétrique français (1951).

Il entre Paris et Bagnèras, entre Bagn&es et le Pic. et aux 543,30 mgals de différence

Czt étalonnage a éte effectue avant et après chacune des deux wmpagnes en Afrique (au moins jusqu'à Bagnères).

Les résultats ont montré que le coefficient à adopter pour la campagne 1951 était de

0,206245 mgal par division du cadran et que ce coefficient n'a pas sensiblement varié au VOU~S de cette campagne.

Ce coefficient est resté inchangé pendant la campagne -en Yougoslavie (Ifs au 21 novembre 1951) ainsi que le

dé.icntre l'identité des résultats obtenus avec le Nonth-American no124 en utilisant ce coefficient et le gravimètre tiorden yougoslave étalonné lui aussi sur Paris- Bagnères

(4).

Puis, sans doute à la suite d'une surchauffe du gra- vimètre consécutive à un collage de relais, le coefficient d'étalonnage a brusquement changé et est devenu

0,206129 mgals par division, soit une diminution d'environ 0,5 pour 1.000, valeur qu'il a conservée sans variation depuis. C'est avec cette valeur qulun-t été effectués les calculs de la campagne au Portugal (16 au 22 janvier 1952) et de la campagne d'Afrique 1952.

De nombreux segments mesurès en

1951 l'ont été a nouveau en 1952. Les résultats obtenus prouvent surabondam- ment que le rapport des deux coefficients obtenus et cités ci-dessus est exact. On trouvera de nombreux exemples dans les six compensations principales rapportées plus loin.

VII1 - Influence luni-solaire. ----------------------

La fidélité et la haute précision des gravimètres modernes rendent indispensable la prise en considération de la marge gravimétrique (2).

D. PROSEE. La situatiok actuelle des travaux gravimé- triques en Yougoslavie. Commission gravim6trique internationale, Paris, Sept.1953 Voir à ce sujet : A. GOTTGENHEIK. Etude pratique de la marée gravimétrique. Bulletin géodésique n020, juin

1951, p.170. (Bibliographie). L'amplitude totale de cet effet luni-solaire dépasse

3 dixièmes de mgal ; la vitesse de variation de la valeur de g peut atteindre 0,08 mgal par heure. Dans les régions tropicales, l'allure de ce phénomène est semi-diurne, aTFec 2 maxima et 2 minima par 25 heures environ.

n'est

La marée gravimétrique observkexpérimentalement pas identique à. l'action théorique calculée (en supposant la terre rigide). Les deux phénomènes semblent être le plus souvent très sensiblement en concordance de phase et le rapport de leurs amplitudes constant. Ce rap- port 2 (marée observee/action théorique} a une valeur moyenne, en France tout au moins, de 1,20.

Il est bon de possèder sur le terrain des tables de prévision de la marée gravimétrique. L'annuaire du Bu- reau des Longitudes en publie une annuellement, calculée pour un point central de la France.

Le Service hydrographique de la Marine calcule (2) un an à l'avance les prévisions pour des points .situés sur le méridien de Paris aux latitudes Nord de

50°, 47O, 44O, 350,

30'O,

20°

et 5O. Ces prévisions sont diffusées par les soins de la Compagnie Générale de Géophysique.

Pour toutes les campagnes faites en Afrique et ail- leurs, nous avons calculé nous-même, au retour, les varia- tions Luni-solaires de la gravité pour toutes les stations et tous les instants où le gravimètre a fait des 'mesures.

Nous avons utilisé pour celà le Tide Predictor porta- tif à. 10 composantes du Service hydrographique de

la Narine. Nous avons utilisé pour ce calcul une valeur du rapport 2 égale à 2,20.

Mesures faites sur le terrain.

J, KARTIN et C. BLOT ont effectué à Brazzaville, du Zer au

6 mai 1952, une observation horaire de la varS&tion de la gravité. Les coordonnées de la station de mesure

(2) Sous la direction de M, A.GOUGENHEIM.quotesdbs_dbs24.pdfusesText_30

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