Étude multidisciplinaire des stalagmites cierges dans la grotte de Han-sur-Lesse pour étudier les séismes dans le passé

Certaines stalagmites cierges peuvent entrer en résonance dans la bande de fréquences des mouvements du sol des séismes régionaux. Si ces séismes sont suffisamment puissants, les stalagmites peuvent se briser. Il reste cependant difficile d’avoir une certitude sur la cause de la cassure de stalagmites. Néanmoins, l’existence de stalagmites intactes dans les grottes indique qu'un certain niveau de mouvement du sol n'a pas été dépassé depuis qu'elles existent, ce qui est un paramètre majeur de validation des études d’aléas sismiques.
Une étude multidisciplinaire a été menée à cette fin dans la grotte de Han-sur-Lesse (Calestienne-Famenne, Belgique). Le but est d’estimer les fréquences propres de stalagmites de différentes tailles et formes (ex. : Stalagmite du Minaret, Galerie Verviétois, Salle Cornet) et d’étudier leurs réactions aux événements transitoires tels que les tirs de carrière ou les tremblements de terre d’hier et d’aujourd’hui.
Pour ce faire, plusieurs investigations ont été nécessaires telles que l’étude en laboratoire des propriétés mécaniques des stalagmites, la mesure in situ des mouvements du sol et de la fréquence propre des stalagmites, la datation de ces stalagmites et la réalisation de scans 3D dans la grotte pour bien caractériser la géométrie des concrétions.
Dans cet exposé, deux de ces études seront abordées :
• (1)La mesure des fréquences propres des stalagmites :
Les fréquences propres des stalagmites étudiées ont été obtenues à partir de l’enregistrement du bruit sismique ambiant causé par les activités humaines, les microséismes, etc. Grâce aux capteurs sismiques placés sur les stalagmites, sur le sol de la grotte et à l'extérieur de celle-ci, le bruit sismique ambiant et des événements transitoires ont été enregistrés sans interruption pendant environ 15 jours par stalagmite. Au total, ce sont 16 stalagmites qui ont été étudiées. Celles-ci sont réparties sur différents substrats (éboulis, plancher stalagmitique…) et dans différentes zones de la grotte (Galerie Verviétois, Salle Cornet).
• (2) Les datations des stalagmites
Les datations ont été réalisées par la méthode U/Th sur 6 stalagmites de la grotte (Salle Cornet et Galerie des Verviétois). Chaque stalagmite a été datée grâce à des micro-prélèvements in situ à intervalles réguliers de sa base à son sommet (4 à 6 prises d’échantillons selon la taille de la stalagmite). Toutes les stalagmites étudiées sont datées de l’Holocène. De plus, la datation de ces stalagmites permettra d’interpréter les mesures sismiques en tenant compte de l’évolution temporelle des stalagmites