Les mesures de gravité constituent un outil unique pour l’imagerie du sous-sol, car elles fournissent des informations directes sur les variations de masse souterraines. Elles jouent de plus un rôle essentiel pour l’établissement des références spatiales terrestres. La gravimétrie permet de cartographier et de surveiller la dynamique du sous-sol, et les applications sont nombreuses : géothermie, surveillance du dérèglement climatique, des nappes phréatiques et des volcans, stockage de gaz dans le sous-sol.
Après des décennies de recherche, de développement et de transferts industriels, la technologie quantique a atteint un haut niveau de maturité et il est désormais possible de bénéficier de gravimètres quantiques opérationnels sur le terrain offrant de nombreux avantages par rapport aux appareils utilisés jusqu’à présent.
Gravimètre quantique déployé au Groenland en août 2025 dans le cadre du projet EQUIP-G.
Crédits Tim Jensen, DTU
Le consortium EQUIP-G déploie un parc de gravimètres quantiques en Europe et propose des prêts gratuits à la communauté géophysique et géodésique pour utiliser cette technologie. D’ici 2029, le projet devra fournir à la Commission Européenne les détails et les recommandations concernant un futur parc d’instruments partagés (des gravimètres quantiques terrestres ou embarqués). Il s’agira notamment de gérer les demandes des différentes institutions publiques, d’assurer le suivi des instruments et de dispenser les formations. Enfin il s’agira aussi de trouver la meilleure solution pour le stockage et la mise à disposition de l’ensemble des données qui seront publiques.
La future entité serait similaire à une Infrastructure de Recherche et avec des enjeux proches du partage du temps de télescopes par les astronomes qui réservent des durées d’observation et récupèrent les données.
Comment fonctionne un gravimètre ?
Un gravimètre quantique est un capteur qui reproduit l’expérience de la pomme de Newton. Plusieurs fois par seconde, des atomes sont piégés et refroidis par laser pour former un petit échantillon de matière. Cette masse d’épreuve est alors lâchée en chute libre dans le vide. L’accélération subie par les atomes est mesurée par un laser de référence vertical en utilisant le principe de l’interférométrie atomique, qui permet de réaliser des mesures de précision en faisant interférer des ondes de matière manipulées par des impulsions lasers. Le résultat correspond à l’accélération de la pesanteur terrestre, g.
Le service LNE-OP du laboratoire LTE a été un des pionniers de l’interférométrie dans le monde, dès le début des années 2000 et une partie de cette recherche a été transférée avec succès vers l’industrie dans les années 2010. Des recherches actives sur le sujet continuent d’être menées dans l’équipe Interférométrie Atomique et Capteurs Inertiels.
Qui porte ce projet ?
Sur appel de la commission européenne (HORIZON-CL4-2024-DIGITAL-EMERGING-02), le projet EQUIP-G, composée d’un consortium de 20 partenaires de 11 pays européens, a été sélectionné pour développer et déployer un réseau de gravimètres quantiques en Europe d’ici 2029. Le projet est porté par le CNRS et piloté par Sébastien Merlet et Jean Lautier-Gaud, membres du LTE.
En savoir plus
Le site web du projet.
Page web de l’équipe Interférométrie atomique du LTE.
Vidéo, diffusée par ARTE, décrivant le fonctionnement de l’instrument quantique sur le volcan Etna.
