Une nouvelle méthodologie pour le suivi de l'épaisseur et de la résistance mécanique de la banquise avec des mesures passives de bruit sismique ambiant : preuve de concept au lac de Vallunden – ICEWAVEGUIDE

Le déclin de la banquise Arctique est l'une des signatures les plus spectaculaires du réchauffement climatique. Les études convergent sur le fait que ce déclin n'a fait qu'accélérer lors des 4 dernières décennies, à un rythme que les modèles prévisionnels n'ont pas réussi à anticiper. Afin d’améliorer ces modèles, il est nécessaire de pouvoir compter sur des données plus précises et plus complètes. Alors que l’étendue de la banquise et sa concentration peuvent être surveillées avec une bonne précision à partir d’imagerie par micro-ondes, nous manquons toujours de données concernant son épaisseur. De plus, les modèles pourraient être améliorés en prenant en compte de nouveaux observables qui rendent comptent de la capacité qu’a la banquise à résister à la fissuration, et à se reformer après fissuration.
Pour répondre à ces besoins, le projet ICEWAVEGUIDE introduit une nouvelle méthodologie basée sur les ondes sismiques, dans le but de compléter les connaissances actuelles acquises via des données issues de mesures par sonar et radar. En enregistrant de façon continue et passive le bruit sismique ambiant avec un réseau de géophones, le projet ICEWAVEGUIDE démontrera que la propagation d’ondes guidées dans l’épaisseur de la glace peut être mesurée. Puisque ces ondes sont sensibles aux propriétés géométriques et mécaniques du guide d’ondes, les mesures seront inversées afin d’identifier d’importants marqueurs de la résistance mécanique de la glace, tels que son épaisseur, ses constantes élastiques et son niveau d’endommagement.
Cette nouvelle méthodologie a récemment été testée avec succès sur des données de laboratoires. L’expérience a consisté à faire grossir une couche de glace à la surface d’un réservoir d’eau, dans une chambre froide. Au fur et à mesure que la glace a épaissi, des ondes guidées ultrasonores ont été générées dans la glace à l’aide d’une source piézoélectrique. Les mesures ont ensuite été inversées pour estimer les variations d’épaisseur de la couche de glace ainsi que celle de ses propriétés mécaniques avec une grande précision. Le but de ce projet est de faire la preuve de ce nouveau concept à l’échelle géophysique, sur des données acquises pendant l’hiver sur le lac Vallunden à Svalbard (Norvège).
Le projet sera découpé en 5 tâches différentes : l’expérience proprement dite (WP1), le traitement des données (WP2), la modélisation du problème direct (WP3), l’inversion des données (WP4), et l’identification des marqueurs de résilience de la glace (WP5).