Analyseurs Gamma Spectraux et Panoptiques en Environnement Hydrothermal pour la Détermination des Temps de Transport – SPAGHETTI

Nous proposons de développer une nouvelle approche pour le monitoring en continu et à haute-fréquence du gaz radon dans l’ensemble des manifestations propres aux systèmes hydrothermaux volcaniques (fumerolles, sources d’eau chaude, lacs acides, dégazage diffus du sol). L’analyse de ces fluides est fondamentale pour comprendre et surveiller les échanges de chaleur et de matière entre la cellule hydrothermale, le magma en profondeur et l’hydrosphère, qui contrôlent l’évolution de tels systèmes et leur capacité à entrer en éruption. Dans ce but, le radon est un traceur unique permettant de déterminer le temps de transport des fluides mais son utilisation en surveillance volcanique opérationnelle est très limitée car les techniques de mesure usuelles ne sont pas adaptées aux environnements agressifs des volcans. L’approche proposée est fondée sur la détection in-situ des rayons gamma émis par les descendants du radon. Le caractère très pénétrant de ces rayonnements permettra d’éviter tout contact direct entre les fluides agressifs (chauds, acides) et le capteur lui-même, et d’accroître le volume de matière analysé (1 mètre cube), entraînant un gain majeur de robustesse, de sensibilité et de résolution temporelle. Dans un premier temps nous développerons des sondes gamma spectrales omnidirectionnelles adaptées aux conditions hydrothermales extrêmes (WP1). Après des essais en Auvergne, ces sondes seront ensuite déployées pendant un an sur le volcan de La Soufrière en Guadeloupe (France) (WP2). Une méthode d’analyse des données, couplant un code de simulation Monte-Carlo du transport de rayonnement dans la matière et des modèles numériques de milieux poreux et aquatiques, sera mise au point pour extraire l’information radon du signal gamma (WP3). Enfin nous développerons une intelligence embarquée couplée à une transmission par IoT satellitaire, afin d’effectuer le traitement des données dans la sonde et de transmettre uniquement l’information essentielle (WP4).