Analysis of the swell-induced microseismic noise in the Indian Ocean
Analyse du bruit microsismique associé à la houle dans l'océan Indien
Résumé
Seismic data recorded on oceanic islands can be used to analyze qualitatively and quantitatively the swell through its signature in the microseismic noise. We first analysed the "secondary" noise sources, which are generated by the interaction of ocean waves with similar period within a storm, a cyclone or by the reflection phenomena off the coast. By analyzing secondary microseisms at the scale of the oceanic basin, we first performed a spatio-temporal tracking of the source, even localized thousands km off the recording seismic stations. Secondly, in the long-term, they can be used to follow the global climate change related to the ocean waves activity in a specific region. We also studied the "primary" seismic noise sources, which are created by the direct interaction of ocean waves with the coast. By analyzing these primary microseisms, we succeeded to characterize ocean waves locally in terms of amplitude, period, and, sometimes, direction of propagation. This showed that it is possible to use a seismic station as an ocean waves gauge to get precious swell data, particularly in remote and poorly instrumented areas. In the context of the Iles Éparses and of La Réunion Island, we studied a few extreme swells, which occur there frequently and can have strong social and environmental consequences. Finally, by using a temporary network of seismic stations installed in La Reunion, we studied the spatial variations of the seismic noise level across the island to characterize the swell impact on the different coasts. This study enables us to identify the most exposed spots to the swell, which may be attractive for generating renewable energy with this powerful resource yet underexploited.
Les données sismologiques enregistrées sur les îles océaniques offrent l'opportunité d'analyser de façon qualitative et quantitative la houle via sa signature dans le "bruit" microsismique. Nous avons tout d'abord analysé dans ce travail les sources de bruit « secondaires », qui sont générées par l’interaction entre des vagues de même période au sein d’une tempête, d’un cyclone ou encore par le phénomène de réflexion des vagues sur la côte. L’analyse des « microséismes secondaires », à l’échelle du bassin océanique, permet d’une part d’assurer un suivi spatio-temporel de la source qui les génère, même si celle-ci est distante de plusieurs milliers de km des stations sismiques d’enregistrement. D’autre part, à plus long terme, leur étude permet d’assurer un suivi climatique global de l’activité des vagues enregistrées dans une région donnée. Nous avons également étudié les sources de bruit « primaires », qui sont générées par l’interaction directe de la houle avec la côte. L’analyse des « microséismes primaires » permet de caractériser la houle localement par son amplitude, sa période et, dans certains cas, sa direction de propagation. Il est alors possible d’utiliser un capteur sismique comme substitut d’un houlographe pour obtenir de précieuses informations sur les vagues aux endroits où l’on ne dispose pas d’observation directe. Dans le contexte des îles Éparses et de La Réunion, nous avons étudié plusieurs épisodes de houles extrêmes qui les touchent fréquemment et qui peuvent avoir d’importantes répercutions sociales ou environnementales. Enfin, en utilisant un réseau temporaire de stations sismologiques à La Réunion, nous avons analysé les variations du niveau de bruit microsismique à l’échelle de l’île pour mieux caractériser l’impact des houles extrêmes sur ses différentes façades. Cette étude permet d’identifier les sites les plus exposés aux vagues qui présentent un intérêt pour la récupération de cette énergie renouvelable encore trop sous-exploitée.