MAHY : Étude des processus volcaniques actifs à l'aide d'hydrophones au large de Mayotte

La surveillance hydroacoustique consiste à acquérir des séries temporelles continues de signaux acoustiques dans l’océan à l'aide de réseaux d’hydrophones. Cette observation est particulièrement bien adaptée à l'étude des volcans sous-marins car elle enregistre la sismicité et les sons associés aux éruptions. Elle permet aussi de caractériser et suivre l’évolution du bruit océanique ambient, notamment celui généré par les grands mammifères marins. En général, la surveillance hydroacoustique se fait avec des réseaux très larges (>1000 km) de mouillages. Ici nous avons choisi une distance de 50 km du volcan pour limiter les temps de transit du navire. Le réseau hydroacoustique MAHY a été déployé dans le canal SOFAR (profondeur de 1300m) en octobre 2020 (4 hydrophones déployés pendant MAYOBS15), en avril 2021 (4 hydrophones redéployés pendant MAYOBS18), en septembre 2021 (seulement 3 hydrophones redéployés pendant MAYOBS21), puis en juillet 2022 (4 hydrophones redéployés pendant MAYOBS23).

 

Plusieurs sources d’ondes hydroacoustiques ont été identifiées : séismes, glissements de terrain sous-marins, cris de mammifères marins de quatre espèces et bruit anthropogénique (tirs sismiques et moteurs de navires). Parmi ces sons, des signaux impulsionnels ont retenu notre attention. Nous les associons à des formations de vapeur liées à l’épanchement de coulées volcaniques. Leur analyse révèle que la forte activité éruptive observée dans la coulée du Tiktak, à 10 km au NW du nouveau volcan au début de la surveillance hydroacoustique a fortement diminué pendant la première année d’enregistrement (Figure **, Bazin et al., 2022), jusqu’à s’arrêter le 04/12/2020. Nous développons actuellement des méthodes de détections automatiques par template matching (Lavayssière et al., 2023) et par machine learning (Raumer et al., 2023).

Les hydrophones avaient initialement été conçus avec une autonomie de 2 ans mais en raison de la difficulté de transporter les piles lithium vers et surtout depuis la Réunion, nous avons modifié les cartes d’acquisition pour les adapter à des piles de type Alcaline. Ces piles sont moins énergétiques, mais plus faciles à transporter et moins couteuses. Notre expérience montre que leur autonomie est maintenant inférieure à 12 mois. Une récupération plus tardive risque un arrêt de l’acquisition mais les données sont toujours exploitables. Il est à noter que la récupération du mouillage par largueur acoustique reste faisable pendant 3 ans.

Par ailleurs nous envisageons de remplacer les mouillages classiques par des stations HYDROBS (développement OSEAN) dotées de messagers dans lesquels sont copiées les données, facilement récupérables par de plus petits bateaux (Figure **). Ces nouveaux instruments sont mieux adaptés aux missions de surveillance car ils permettent de récupérer les données à la demande.