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 [10/2018] Un télescope à muons dans la mine de May-sur-Orne

L'Unité Territoriale Après-Mine Centre Ouest (UTAM CO) a été sollicitée par l'Unité Imagerie Géophysique et Télédétection (IGT) et par IRIS Instrument pour la recherche d'un site propice à l'installation d'un télescope à muons. L'objectif étant d'effectuer des essais pour une durée de 3 à 4 mois (jusqu'à octobre 2018) afin de tester les performances de l'imagerie muonique en la comparant aux mesures sismiques, gravimétriques et électriques qui seront réalisées sur le même secteur à la fin de la prise de donnée des muons.

Cette technologie de muographie non destructive et non invasive, déjà utilisée lors du projet "Scan Pyramids" en Egypte, devrait permettre de localiser et caractériser une cavité souterraine et d'identifier les terrains traversés par les muons.

L'instrument a été installé en juillet 2018 dans la galerie de niveau 1 de la mine de fer de May-sur-Orne (14), entre 40 et 50 mètres de profondeur. Il fonctionne de manière autonome. Pour la communication, il a été nécessaire de poser 300 mètres de fibre optique ainsi que 300 mètres de câble électrique pour alimenter l'ensemble en 220 volts.

Depuis le début de l'opération, plus de 400 000 muons ont été enregistrés sans incident. Il faudra ensuite attendre les résultats des mesures sismiques, gravimétriques et électriques pour valider la méthode et considérer si l'outil est adapté à la recherche de cavités en milieu minier.

Principe du  télescope à muons :

Il s'agit de capter à l'aide de détecteurs gazeux un flux de muons venus de différentes directions pendant un laps de temps donné. Puis il faut déduire des variations de ce flux, la variation de densité de la matière traversée (moins il y a de muons détectés, plus il y a de matière) et ainsi former une image "en négatif" de l'objet étudié. (Extrait de la plaquette explicative : Defis-du-CEA-infographie-la-muographie-210.pdf)

Qu'est-ce qu'un muon ?

C'est une sorte d'électrons lourds découverts en 1936. Ces particules élémentaires sont issues des collisions entre les rayons cosmiques de notre environnement galactique et les atomes de l'atmosphère. Elles tombent en permanence sur la Terre à une vitesse proche de la lumière, avec un débit d'environ 10 000 particules par m2 par minute. A l'instar des rayons X, les muons interagissent peu avec la matière et peuvent, de fait, la traverser très facilement. Pour autant, plus l'objet est épais et/ou dense, plus le nombre de particules déviées ou absorbées sera important. Ici, ils sont donc utilisés comme messagers pour  dévoiler les espaces vides d'un objet. (Extrait de la plaquette explicative : Defis-du-CEA-infographie-la-muographie-210.pdf).

 

Figure 1.jpg

 

Télescope à muons dans la galerie de niveau 1, mine de May-sur-Orne (14)

 

 

 

Figure 2.jpg

 

 Exemple d'image obtenue avec le télescope

 

BRGM - Département Prévention et sécurité minière - BP 36009 - 45060 Orléans cedex 2 - France - tél.: 02 38 64 34 34