Article de référence | Réf : R1814 v2

Mesures relatives
Mesure du champ de pesanteur terrestre

Auteur(s) : Michel DIAMENT

Date de publication : 10 juin 2005

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Cet article fait le point sur les avancées récentes de la mesure de la pesanteur terrestre, mesure essentielle pour la connaissance de la forme de la Terre, mais également en géophysique, en géodésie, en physique fondamentale et en métrologie. Sont présentées les mesures disponibles, absolues et relatives, ainsi que les mesures particulières (puits, fond de mer, en avion, depuis l’espace) effectuées dernièrement. L’évolution des instruments de mesure, des techniques spatiales et l’utilisation des satellites ont énormément contribué à ces nouvelles connaissances.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

Auteur(s)

  • Michel DIAMENT : Physicien à l’Institut de physique du globe de Paris (IPGP) - Laboratoire de gravimétrie et géodynamique, département de géophysique spatiale et planétaire (UMR CNRS/IPGP/Paris-7 7096)

INTRODUCTION

La mesure de la pesanteur terrestre est utile pour de nombreuses applications : en géophysique, en géodésie en passant par la navigation, la physique fondamentale et la métrologie. En géophysique [R 2 345] [C 224], l’analyse et la modélisation des variations spatiales ou temporelles du champ de pesanteur permettent d’avoir accès à la structure en densité du globe terrestre et à ses éventuelles variations. Les applications vont de la physique du globe au génie civil en passant par la volcanologie, l’étude des ressources naturelles, l’océanographie et l’hydrologie. En géodésie [C 5 010], la connaissance des anomalies de pesanteur permet de déterminer l’altitude du géoïde (surface équipotentielle du champ de pesanteur terrestre qui se confond avec le niveau moyen des mers) par rapport à un ellipsoïde de référence. Il s’agit donc d’une mesure fondamentale pour la connaissance de la forme de la Terre. La connaissance de l’altitude du géoïde par rapport à un ellipsoïde de référence est également indispensable pour pouvoir comparer des résultats de mesures de nivellement utilisant des techniques spatiales (GPS : Global Positioning System) avec ceux de mesures classiques [1].

Depuis quelques années, nos connaissances sur le champ de pesanteur terrestre ont énormément progressé du fait, d’une part, des évolutions des instruments de mesure et, d’autre part, de l’apport des techniques spatiales. Les satellites ont permis de réaliser à la fois des mesures complémentaires comme l’orbitographie, l’altimétrie satellitaire [E 4 140], les méthodes de positionnement (GPS) [TE 6 715], la connaissance de la topographie que des mesures directes de la gravité terrestre à partir de missions dédiées.

On mesure désormais le module g du vecteur pesanteur g mais également ses gradients spatiaux (les éléments du tenseur dit de gradiométrie Txy ) à terre, en mer, en fond de mer, en avion, depuis l’espace.

On connaît également le champ de gravité d’autres corps du système solaire (planètes comme Mars et Vénus, satellites comme la Lune et même de certains « petits corps »).

Une partie de ce texte est adaptée du chapitre « Forme de la Terre et mesure de la pesanteur » de l’ouvrage Géophysique [19].

Nota :

Cette étude a bénéficié des informations ou documents que Nicole Debéglia (Bureau de recherches géologiques et minières – BRGM), Sébastien Déroussi (Bureau FROG – French Resources Organization on GOCE), Arnaud Landragin (CNRS-BNM-SYRTE), Guillaume Martelet (BRGM) et Michel Sarrailh (Bureau gravimétrique international – BGI) m’ont communiqués ainsi que des commentaires de Marc Priel sur une version préliminaire. Je les en remercie. Je tiens à exprimer ma gratitude à Anne-Marie Gaulier pour sa patience.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-r1814


Cet article fait partie de l’offre

Mesures mécaniques et dimensionnelles

(113 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation

4. Mesures relatives

Actuellement, deux principes de mesures sont essentiellement utilisés pour les gravimètres relatifs.

Le premier, mis en œuvre dans la quasi-totalité des gravimètres relatifs de terrain est basé sur la mesure des variations de l’allongement d’un ressort ou d’un système de ressorts.

Considérons un ressort vertical, avec une masse suspendue en bout. En équilibre, la tension compense le poids et on a :

avec :

 : 
la longueur du ressort
 : 
sa longueur au repos
k
 : 
sa constante de raideur.

Le changement de position de la masse dû à une variation de pesanteur est alors :

Le deuxième utilise les propriétés de lévitation d’un corps supraconducteur lorsqu’il est plongé dans un champ magnétique. Les appareils de ce type, plus précis, sont actuellement uniquement des appareils d’observatoire qui servent à suivre l’évolution temporelle de la pesanteur et ne sont pas jusqu’à présent adaptés à une utilisation sur le terrain.

4.1 Gravimètres à ressort

HAUT DE PAGE

4.1.1 Appareils commercialisés

Plusieurs fabricants ont proposé des instruments au cours du temps. Nous ne mentionnons ici que les deux types commercialisés les plus utilisés : les instruments LaCoste & Romberg (États-Unis) et Scintrex (Canada). Ces deux types d’instruments...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Mesures mécaniques et dimensionnelles

(113 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Mesures relatives
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - DUQUENNE (H.) -   QGF98, a new solution for the quasigeoid in France.  -  Finnish Geodetic Institute, Report 98:4, pp. 251-255. Proceedings of the 2nd Continental Workshop on the Geoid in Europe, Budapest, mars 10-14, 1998.

  • (2) - LONGMAN (I.M.) -   Formulas for computing the tidal accelerations due to the moon and the sun.  -  Journal of Geophysical Research, 64, no 12, 2351-2355 (1959).

  • (3) - MERRIAM (J.B.) -   Atmospheric pressure and gravity.  -  Geophysical Journal International, 109, 488-500 (1992).

  • (4) - NIEBAUER (T.M.), SASAGAWA (G.S.), FALLER (J.E.), HILT (R.), KLOPPING (F.) -   A new generation of absolute gravimeters.  -  Metrologia, 32, 159-180 (1995).

  • (5) - BROWN (J.M.), NIEBAUER (T.M.), RICHTER (B.), KLOPPING (F.J.), VALENTINE (J.G.), BUXTON (W.K.) -   A New Miniaturized Absolute Gravimeter Developed for Dynamic Applications.  -  Eos Trans. AGU, 80(32), 10 août 1999.

  • (6)...

1 Thèses

JOUSSET (P.) - Études microgravimétriques sur les volcans. Applications sur le Merapi (Java Central) : implications pour sa structure et son dynamisme éruptif. - Université Paris-7 et IPGP (1996).

MARTELET (G.) - Modélisation de la structure crustale et du comportement mécanique de la lithosphère à partir des anomalies gravimétriques. Applications à l’Himalaya et au massif granitique du Mont-Lozère, Cévennes. - Université Paris-7 et IPGP (1999).

VERDUN (J.) - La gravimétrie aéroportée en région montagneuse. Exemple du levé franco-suisse sur les Alpes occidentales. - Université de Montpellier-2 (2000).

BOY (J.P.) - Effets des surcharges atmosphériques sur les variations de gravité et les déplacements de surface de la Terre. - Université de Strasbourg-1 (2000).

ROSAT (S.) - Variations temporelles de la gravité en relation avec la dynamique interne de la Terre. - Université de Strasbourg-1 (2004).

HAUT DE PAGE

2 Normalisation

Association française de normalisation AFNOR http://www.afnor.fr

NF X02-011 - 11-1974 - Valeur de la pesanteur terrestre - -

HAUT DE PAGE

...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Mesures mécaniques et dimensionnelles

(113 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS