A simple pendulum borehole tiltmeter based on a triaxial optical-fibre displacement sensor

Autor: Jean Chéry, Patrick Bernard, Patrick Chawah, Stéphane Gaffet, G. Plantier, Frederick Boudin, D. Boyer, Anthony Sourice, Han Cheng Seat, Françoise Lizion, Michel Cattoen, Christophe Brunet
Přispěvatelé: Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Mans (LAUM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Le Mans Université (UM), Géosciences Montpellier, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Université des Antilles (UA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Équipe Optoélectronique pour les Systèmes Embarqués (LAAS-OSE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-IPG PARIS-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géoazur (GEOAZUR 7329), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Côte d'Azur (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA), Laboratoire Souterrain à Bas Bruit (LSBB), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Aix Marseille Université (AMU)-Avignon Université (AU)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA), Le Mans Université (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2015
Předmět:
Zdroj: Geophysical Journal International
Geophysical Journal International, Oxford University Press (OUP), 2015, 203 (2), pp.1026-1038. ⟨10.1093/gji/ggv358⟩
Geophysical Journal International, 2015, 203 (2), pp.1026-1038. ⟨10.1093/gji/ggv358⟩
ISSN: 0956-540X
1365-246X
DOI: 10.1093/gji/ggv358⟩
Popis: International audience; Sensitive instruments like strainmeters and tiltmeters are necessary for measuring slowly varying low amplitude Earth deformations. Nonetheless, laser and fibre interferometers are particularly suitable for interrogating such instruments due to their extreme precision and accuracy. In this paper, a practical design of a simple pendulum borehole tiltmeter based on laser fibre interferometric displacement sensors is presented. A prototype instrument has been constructed using welded borosilicate with a pendulum length of 0.85 m resulting in a main resonance frequency of 0.6 Hz. By implementing three coplanar extrinsic fibre Fabry-Perot in-terferometric probes and appropriate signal filtering, our instrument provides tilt measurements that are insensitive to parasitic deformations caused by temperature and pressure variations. This prototype has been installed in an underground facility (Rustrel, France) where results show accurate measurements of Earth strains derived from Earth and ocean tides, local hydro-logic effects, as well as local and remote earthquakes. The large dynamic range and the high sensitivity of this tiltmeter render it an invaluable tool for numerous geophysical applications such as transient fault motion, volcanic strain and reservoir monitoring.
Databáze: OpenAIRE
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