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Spécial « infrasons »
éclairs…) qui, considérées comme des sources de calibra-
tion, permettent de valider le fonctionnement du système
et de déterminer certains paramètres atmosphériques,
comme les profils de vents en altitude ;
- les sources limitées spatialement et temporellement (séis-
mes, aurores, avalanches…) dont les infrasons mesurés
donnent les moyens de reconstruire avec précision l’éten-
due de la source et de mieux comprendre les mécanis-
mes de couplage avec l’atmosphère ;
- les sources étendues permanentes (houle océanique,
ondes de montagnes), dont le suivi traduit les effets des
dynamiques de l’atmosphère sur la propagation ;
- les ondes de gravité de grande échelle issues de la tropos-
phère (orages, instabilités dynamiques, interaction d’on-
des) qui interagissent avec les grands courants de circu-
lation atmosphérique.
La propagation des infrasons est guidée par la composi-
tion des profils de température et de vent (Figure 2). Les
ondes générées par une source au sol se réfractent vers
les couches supérieures de l’atmosphère à cause de la
diminution de température. Si la source est suffisamment
énergétique, les rayons retournent vers le sol lorsqu’ils
rencontrent une augmentation de température importante
dans la thermosphère. Si la propagation s’effectue dans
la direction des vents dominants, les ondes retournent
au sol dans la stratosphère. Une même source peut donc
générer plusieurs signaux, chacun d’eux correspondant
à un chemin différent dans l’atmosphère. Ils sont diffé-
renciés par des vitesses de propagation horizontales et
des temps de propagation différents. Dans la bande de
fréquence 0,1- 4 Hz, les ondes peuvent se propager sur
plusieurs milliers de kilomètres dans le canal stratosphé-
rique avec une faible atténuation. Les performances en
termes de détection du réseau de surveillance sont étroi-
tement liées aux fortes variabilités spatiales et tempo-
relles des profils des vents qui modifient les modes de
propagation [2].
Les efforts actuels portent sur une meilleure connaissance
des modèles atmosphériques existants, utilisés pour simuler
la propagation de ces ondes et améliorer les précisions de
localisation. À l’inverse, parce que les caractéristiques des
infrasons qui se propagent dans les différents guides d’onde
dépendent des conditions atmosphériques, les mesures
sont aussi exploitées pour valider et améliorer des modè-
les empiriques de vent en altitude. En effet, la précision des
simulations repose en partie sur une modélisation réaliste
des variabilités diurnes et saisonnières de ces modèles.
Ceux-ci peuvent notamment être enrichis par des mesures
ponctuelles complémentaires de l’atmosphère, directes ou
indirectes. De plus, les études récentes de la composante
basse fréquence (inférieure à 0,05 Hz) des ondes atmosphé-
riques ont également montré que le réseau est également
sensible aux ondes de gravité (période supérieure à 5 mn),
qui contribuent à la circulation atmosphérique globale de
l’atmosphère terrestre, ouvrant des perspectives sur des
études futures liées au climat [3].
Cet article montre à travers quelques exemples comment ce
réseau, exploité dans un mode de fonctionnement continu,
rend possible l’élaboration d’un système passif et perfor-
mant pour la surveillance de l’environnement. Ce réseau
trouve aussi de nouvelles applications par la mesure d’indi-
cateurs climatiques aux altitudes météorologiques (tropos-
phère) et à plus haute altitude (stratosphère-mésosphère-
thermosphère) à l’échelle de la vie humaine.
Une surveillance permanente et globale des
volcans
Les éruptions volcaniques génèrent des ondes infrasono-
res qui se propagent sur de grandes distances avec une
faible atténuation. La couverture du SSI est déjà suffisante
pour fournir des informations utiles sur les activités volca-
niques à une échelle globale [4].
Fig. 2 : Structure de l’atmosphère. À gauche, profil de température et délimitation des différentes couches atmosphériques.
À droite, profils des vents zonaux (qui soufflent d’Ouest en Est) en fonction de l’altitude et de la période de l’année en France.
La vitesse du vent est exprimée en m/s selon l’échelle des couleurs (valeurs positives vers l’Est). Les variations saisonnières
des vents méridiens (Sud-Nord) sont moins importantes. Ces profils, issus du modèle climatologique HWM (Horizontal Wind
Model) décrivent correctement une dynamique saisonnière qui contrôle au premier ordre la propagation des infrasons.
