17 Octobre 2014

Le contexte scientifique de Demeter

L'existence d'effets magnétiques de faible intensité associés aux séismes ou à l'activité volcanique a été soulignée dès les années 50.

La compréhension de tous ces phénomènes nécessite un développement simultané des expériences au sol et des mesures à bord de satellite. Les campagnes sol, proches des épicentres, sont à priori plus faciles à conduire et peuvent combiner un très grand nombre d'expériences complémentaires. Elles ont par contre pour défaut de poser des problèmes: de localisation géographique, tant que l'on ne sait pas quelles sont les conditions géophysiques qui doivent être réunies pour avoir une source émettrice, de positionnement des différents capteurs, tant que l'on ne comprend pas pourquoi des mesures faites à quelques kilomètres de distance par la méthode VAN ne donnent pas les mêmes indications, de temps d'observation. Aussi imparfaites et limitées qu'elles soient, les observations à bord de satellites sont actuellement les mieux adaptées pour la phase préliminaire de démonstration et de caractérisation des phénomènes électromagnétiques. Elles permettront d'améliorer la qualité des observations au sol en précisant aussi bien les régions d'implantation les plus favorables que les équipements scientifiques à réunir pour de futures expériences sol.

Les observations faites par satellite ont pour avantage majeur de couvrir très rapidement la quasi-totalité des régions sismiquement actives du globe.

Mais ces observations n'auront véritablement d'utilité que si l'on peut démontrer leur origine sismotectonique et en définir l'ensemble des caractéristiques et leur variabilité en fonction des conditions de la rupture et de son environnement. Malheureusement jusqu'à présent, de telles observations n'ont été effectuées qu'avec des équipements qui n'étaient pas spécifiques à cette étude. Elles souffrent ainsi des défauts suivants:

  • elles sont discontinues dans le temps,
  • elles sont effectuées dans des bandes de fréquence étroites et souvent inadaptées,
  • elles sont généralement limitées à une seule composante du champ électromagnétique.

Les mesures effectuées par l'expérience Demeter ont pour principal objectif d'étudier de façon systématique les émissions d'ondes électromagnétiques observées lors de tremblements de terre et d'éruptions volcaniques, les perturbations de l'ionosphère et de la haute atmosphère, ainsi que les précipitations de particules associées (Parrot et al., 1993). Une telle expérience a été suscitée par les observations faites dans les années 80, au départ de façon tout à fait fortuite et non systématique, par des scientifiques soviétiques et japonais, puis par des scientifiques français. Elle constitue le prolongement naturel de ces travaux, et une étape fondamentale vers l'établissement de ces phénomènes et leur compréhension complète.

Le second objectif scientifique de Demeter (dans le cadre du Programme National Soleil Terre) permettra d'effectuer une surveillance globale de l'environnement électromagnétique autour de la Terre. Depuis AUREOL-3 en 1981 aucun satellite scientifique basse altitude n'a effectué de mesures dans les régions de moyenne latitude. Demeter pourra aussi étudier l'influence des orages dans les relations Soleil-Terre, et évaluer l'impact de l'activité humaine sur l'ionosphère (Parrot, 1994, Parrot and Zaslavsky, 1996).

AUREOL 3