IBTSS77MM
TECHNIQUE DE PANNEAU ELECTRIQUE
Cette technique consiste à mesurer verticalement la résistivité apparente à l’aide d’une série d’électrode P1P2 pour différents emplacements des électrodes d’injection (C1C2). Pour le panneau électrique, le dispositif C1C2 P1P2 est variable et se déplace le long d’un profil et permet l’obtention d’une coupe. Pratiquement, on dispose sur le sol un réseau rectiligne d’électrodes régulièrement espacées et on mesure systématiquement l’ensemble des quadripôles possibles. Les électrodes, dont le nombre varie entre 12 et 128, présentent un espacement régulier compris entre 1 et 5 m.
Le réseau d’électrodes est piloté par un système de mesure, via un ordinateur, qui fait varier automatiquement la géométrie d’un quadripôle selon une séquence construite en fonction de la profondeur d’investigation souhaitée. Ce quadripôle comprend deux (02) électrodes d’injection de courant (intensité I connue) et deux (02) électrodes de mesure du potentiel V, induit dans le sol par l’injection de I. En fonction des informations générales obtenues auprès du client, telles que la profondeur d’investigation souhaitée, la géologie du site et les anomalies structurales escomptées etc.., une séquence d’acquisition est élaborée de type Dipôle-Dipôle, Wenner, Schlumberger, Pôle Dipôle… etc.
PRINCIPE DE BASE DES METHODES ELECTROMAGNETIQUES
La méthode électromagnétique représente celle d’un champ électromagnétique artificiel ou naturel engendré par des courants variables dans le temps. Elle est basée sur les champs électromagnétiques secondaires générés par les courants alternatifs induits dans le sol. Les techniques électromagnétiques sont intéressantes quand il s’agit d’une reconnaissance rapide, d’une détection sommaire ou d’une simple découverte de zones d’anomalies. Les appareils de la prospection électromagnétique présentent une énorme variété conductrice tant naturelle qu’artificielle. Ainsi nous avons trois (03) types de conducteurs: Conducteurs superficiels mort-terrain (terrain marécageux, argileux) fonds de lacs et lits de cours d’eau formations conductrices (argiles) topographie (relief).
Conducteurs dans la roche en place Graphite Sulfures massifs Magnétite massive Zones de cisaillement et failles.
Conducteurs artificiels (culturels) Réservoirs métalliques Conduites et déchets métalliques Pipe-lines Voies ferrées Lignes à haute tension .
INDUCTION ELECTROMAGNETIQUE
En régime variable, le champ électrique et le champ magnétique sont généralement liés et littéralement indissociables, c’est de là que vienne le nom d’électromagnétique. Un champ magnétique variable d’une source quelconque crée un champ électrique (phénomène de FARADAY). Dans un milieu conducteur, un champ électrique crée un courant qui à son tour va engendrer un champ magnétique: loi d’AMPERE. La méthode de prospection électromagnétique fait intervenir simultanément trois (03) processus physique dont : la création d’un champ magnétique primaire qui varie avec le temps la naissance du courant de Foucault (courant induit), dans tous les conducteurs sur lesquels agit le champ primaire la production du champ magnétique secondaire est engendrée par le courant induit. L’amplitude des courants de Foucault dans un conducteur donné est influencé par plusieurs facteurs tels que : les propriétés électriques du conducteur, la position du conducteur par rapport aux instruments géophysiques et la fréquence du champ primaire.
Les équations de Maxwell étant les équations caractérisant la loi de FARADAY et celle d’AMPERE, leurs résolutions permettent la caractérisation des composantes reliant le champ électrique et le champ magnétique. Ainsi, les méthodes électromagnétiques sont basées sur la résolution des équations de maxwell.
TECHNIQUE DU SONDAGE ELECTROMAGNETIQUE EN DOMAINE TEMPOREL
Le sondage électromagnétique en domaine temporel est une technique souvent connue par le terme TDEM (Time Domain ElectroMagnetic), un terme généralement employé par les pays anglo-saxons. Son principe de base consiste à utiliser une bobine d’émission dans laquelle circule un courant afin de mesurer le champ magnétique secondaire après impulsion primaire Le TDEM utilise plus souvent comme signal – source un courant de forme carré. A chaque second quart de période, le courant est coupé brusquement pour être de nouveau injecté dans un sens opposé Le faite de couper brusquement le courant dans la boucle engendre une variation de flux du champ primaire, qui produit selon la loi de FARADAY, une force électromotrice en forme d’impulsion dans le terrain. Cette force électromotrice induite dans le sous-sol, produit des courants analogues aux courants de Foucault. Une fois que ces derniers se propagent à travers le terrain, leurs amplitudes décroissent avec le temps produisant en surface un champ magnétique décroissant.
L’analyse de la décroissance de ce champ pendant le temps où le champ primaire est coupé, permet d’obtenir une relation entre la résistivité apparente et le temps.
GENERALITE SUR LA METHODE D’INVERSION
La méthode d’inversion des données géophysiques se résume comme suit : Le modèle (C) de base est élaboré, soit à partir d’autres données, soit à partir des résistivités mesurées (A). L’algorithme calcule ensuite la réponse de ce modèle en résolvant le problème direct (c’est à dire le calcul de résistivités apparentes à partir de résistivités vraies) (étape 1). On obtient alors le profil (B). L’algorithme détermine alors le degré de différence entre les profils (A) et (B), c’est l’évaluation de la variation des données entre les données observées et celles calculées (étape 2). Le modèle (C) est ensuite modifié grâce aux valeurs de la solution du problème inverse dans le but de minimiser le degré de différence (erreur) entre (A) et (B) (étape 3). On évalue également l’erreur entre (A) et (B). L’opération est alors répétée de manière itérative jusqu’ à ce que le processus converge. Toute fois l’inversion peut se faire suivant une dimension (1D) soit suivant deux dimensions (2D) .
Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I : CONTEXTE GENERAL DE LA ZONE D’ETUDE
1.1 CONTEXTE GEOGRAPHIQUE
1.2 CONTEXTE CLIMATIQUE
1.3 CONTEXTE GEOLOGIQUE
1.3.1 GENERALITE SUR LE VOLCANISME DE LA GRANDE COMORE
1.3.1.1 Définition
1.3.1.2 Types de volcans
1.4 CONTEXTE HYDROGEOLOGIQUE
CHAPITRE II : METHODOLOGIE ET ACQUISITION DES DONNEES
2.1. METHODES ELECTRIQUES
2.1.1. PRINCIPE DE BASE DES METHODES ELECTRIQUES
2.1.1.1. NOTION DE RESISTIVITE ELECTRIQUE
2.1.1.2. NOTION DE RESISTIVITE APPARENTE
2.1.2. TECHNIQUE DE PANNEAU ELECTRIQUE
2.1.3. MATERIELS ET ACQUISITION DES DONNEES
2.1.3.1. Le dispositif Wenner
2.1.3.2. Dispositif dipôle- dipôle
2.1.3.3. Dispositif Schlumberger
2.2. METHODES ELECTROMAGNETIQUES
2.2.1. PRINCIPE DE BASE DES METHODES ELECTROMAGNETIQUES
2.2.2. INDUCTION ELECTROMAGNETIQUE
2.2.3. TECHNIQUE DU SONDAGE ELECTROMAGNETIQUE EN DOMAINE TEMPOREL
2.2.4. MATERIELS ET ACQUSITION DES DONNEES
2.2.4.1. Dispositif à boucle coïncidente
2.2.4.2. Dispositif central
2.2.4.3. Dispositif avec « offset »
CHAPITRE III : MODELISATION DE LA STRUCTURE GEOELECTRIQUE DE LA REGION DE MBENI
3.1. DONNEES GEOPHYSIQUES
3.2. TRATEMENT DES DONNEES
3.2.1. GENERALITE SUR LA METHODE D’INVERSION
3.2.1.1. PROBLEME DIRECT
3.2.1.2. PROBLEME INVERSE
3.2.2. ALGORITHME D’INVERSION
3.2.3. INVERSION A 1D
3.2.4. INVERSION A 2D
3.2.4.1. Méthodes de différences finies
3.2.4.2. Méthode d’éléments finis
3.3. INTERPRETATION DES DONNEES
3.3.1. INTERPRETATION DES PANNEAUX ELECTRIQUES
3.3.1.1. Méthode manuelle
3.3.1.2. Méthode par GPS
3.3.2. INTERPRETATION DES SONDAGES ELECTROMAGNETIQUES (STDEM)
3.3.3. INTERPRETATION COMBINEE
3.3.4. CALAGE D’INTERPRETATION
3.4. MODELE GEOELECTRIQUE DES DIFFERENTS SECTEURS
3.4.1. SECTEUR D’ITSANDZENI
3.4.1.1. Panneau électrique
3.4.1.2. Sondage TDEM
3.4.2. SECTEUR DE BOUNI
3.4.2.1. Panneau électrique
3.4.2.2. Sondage TDEM
3.4.3. SECTEUR S3
3.4.3.1. Panneaux électrique
3.4.3.2. Sondage TDEM
3.4.4. SECTEUR S4
3.4.4.1. Panneau électrique
3.4.4.1. Sondage TDEM
3.4.5. SECTEUR S5
3.4.5.1. Panneaux électrique
3.4.5.2. Sondage TDEM
3.4.6. SYNTHESE DES RESULTATS ELECTROMAGNETIQUES
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
ANNEXE 1 : GENERALITE SUR RES2DINV
ANNEXE 2 : EXEMPLE DE CALAGE D’INTERPRETATION FAITE PAR LE PROJET GECEAU
