Historique

Des années 50 aux années 80

Initié au milieu des années 1990, le parc national d’instruments gravimétriques est né de plusieurs décennies d’investissements des équipes françaises dans l’acquisition de moyens de mesures gravimétriques pour des fins de recherche académique et l’établissement de réseaux de référence. Ces investissements ont suivi les évolutions techniques survenues dès les années 1950 dans la conception de capteurs gravimétriques miniaturisés, développements issus presque exclusivement depuis un demi-siècle des Etats-Unis et du Canada (constructeurs North American, Worden, LaCoste & Romberg, Scintrex, GWR, Micro-g LaCoste).  Les premiers gravimètres relatifs de terrain ont ainsi été acquis dès le milieu des années 1950 par l’IGN et l’ORSTOM/IRD pour la réalisation des levés de reconnaissance et l’établissement des premiers réseaux de base en métropole, dans les DOM-TOM, sur le continent africain et dans le Sud-Ouest Pacifique (travaux réalisés principalement jusqu’au milieu des années 1970 avec une dizaine d’instruments). Les investissements en moyens de mesures se sont ensuite poursuivis avec l’acquisition par divers organismes ou laboratoires de recherche de gravimètres relatifs de terrain plus portables (gravimètres Worden ou LaCoste & Romberg) pour compléter la couverture gravimétrique sur le territoire national et développer des applications de recherche en géologie structurale, en prospection géophysique, en volcanologie, etc. Parallèlement, des études sur les variations temporelles de la pesanteur et des marées terrestres ont été entreprises conduisant à l’installation en 1954 d’un premier gravimètre enregistreur permanent (gravimètre LaCoste & Romberg) à l’Observatoire / Institut de Physique du Globe de Strasbourg. Cet instrument fut par la suite remplacé en 1987 par le premier gravimètre cryogénique acquis en France (gravimètre relatif supraconducteur GWR), instrument de plus grande sensibilité et de très faible dérive instrumentale, permettant d’initier des recherches sur la dynamique de la Terre et de son noyau liquide sur une étendue spectrale allant de quelques minutes à plusieurs années.

Le saut technologique des années 90

Comme pour ces gravimètres d’observatoires, un saut technologique a été franchi au cours des années 1990, dans l’instrumentation gravimétrique mobile, avec l’avènement de gravimètres de terrain à acquisition numérique (Scintrex CG3 prédécesseur des CG5 et actuels CG6) et de gravimètres absolus basés sur la chute libre d’un corps (coin cube) dans le vide permettant la réalisation de mesures absolues (gravimètre Micro-g LaCoste FG5 et A10 dans sa version portable de terrain commercialisé au début des années 2000). La plupart des organismes nationaux impliqués dans la gravimétrie en France (CNRS, CNES, BRGM, IRD, IPGP, IGN, IFREMER, SHOM, etc.) et laboratoires universitaires (Paris, Toulouse, Montpellier, Strasbourg, Rennes, La Rochelle, Brest, Clermont-Ferrand, etc.) ont alors soutenu l’acquisition d’instruments de laboratoire ou de terrain qui ont constitué les prémices du parc instrumental national actuel.

Nouveaux acteurs et dernières innovations technologiques

Ces dernières décennies ont aussi vu l’émergence en France de trois nouveaux acteurs reconnus au niveau international pour leurs activités de recherche fondamentale puis de R&D dans le domaine de l’instrumentation gravimétrique : le LNE-SYRTE, Muquans (ensuite intégré à iXBlue et maintenant division d’Exail) et l’ONERA. Tous sont impliqués dans la conception de capteurs utilisant les propriétés des ondes de matières pour déterminer le module ou les gradients de gravité. Ces techniques de mesures basées sur l’utilisation d’atomes froids représentent la principale innovation technologique depuis ces 20 dernières années dans la mesure du champ de pesanteur. Elles constituent un nouveau champ de recherche, aujourd’hui exploré dans de nombreux pays, qui devrait donner lieu dans les années à venir au développement de capteurs originaux pour un large éventail de mesures de la gravité : mesures ponctuelles ou en continu à haute fréquence, mesures absolues ou mesures gradiométriques, mesures in-situ (de surface, de puits ou sous-marines) ou mesures embarquées sur différentes plateformes (véhicule, bateau, sous-marins, satellites). Ces équipes ont été parmi les premières à proposer des réalisations pratiques opérationnelles d’instruments de mesures absolues qui ont pu être développées et validées dans le cadre de Résif-Epos (devenu Epos-France en 2023) et du PIN PGravi.