Diagraphie dans les sondages

 Diagraphie dans les sondages

Principe de la méthode 

Une sonde constituée d’une source d’émission de neutrons rapides et d’un détecteur solidaire est introduite dans un tube placé dans un forage réalisé au préalable. (La présence du tube n’est motivée que par souci de sécurité vis à vis d’éboulements éventuels). La source de neutrons, généralement du type Américium-Beryllium émet des neutrons à un niveau d’énergie ciné tique élevée. Ces neutrons perdent une partie de leur énergie lorsqu’ils entrent en collision avec des noyaux d’ato mes.

Après plusieurs collisions, leur niveau d’énergie est réduit au niveau d’énergie thermique correspondant à l’agitation thermique du milieu à la température ambiante. Ce niveau est très rapidement atteint lorsque les neu trons entrent en collision avec des noyaux d’atome d’hydrogène (leurs masses étant pratiquement égales). Les neutrons thermiques forment un nuage stable dont la concentration est mesurée par le détecteur de la sonde.

Le nombre de neutrons thermiques par unité de temps, enregistré par le détecteur (taux de comptage) correspond à une mesure de la concentration en noyaux d’hydrogène présents dans le matériau à proximité de la sonde. La plupart de ces noyaux se trouvent généralement dans les molécules d’eau et donc le taux de comptage est lié à la teneur en eau du matériau. Une courbe d’étalonnage doit être utilisée pour convertir le taux de comptage des neutrons en valeur de teneur en eau libre du matériau puisque le taux de comptage est également influencé par les molécules d’hydrogène présentes dans l’eau liée au matériau et les autres substances qui y sont présentes.

Le volume du matériau auquel le mesurage se rapporte est pratiquement sphérique autour de la partie émettrice pour une sonde donnée. La mesure dépend aussi de la manière dont sera réalisé le forage (avec ou sans eau) et de la nature du tube mis en place. La méthode est non destructive, elle peut-être répétée au même emplacement. Légende 1 Sol 2 Forage 3 Tube 4 Sonde émettrice et réceptrice 5 Câble de manœuvre de la sonde 6 Système de mesure de la distance de la sonde au sommet du tube 7 Câble de transmission des informations recueillies par la sonde 8 Visualisation des mesures 9 Enregistrement des données D,d

AppareillagE

Tube d’auscultation ou tubage

Le tube doit être, en un matériau ayant peu d’incidence sur la mesure, résistant aux déformations possibles lors de son installation. L’utilisation de tubes en polyéthylène ou en acier convient. Le tube doit avoir un diamètre intérieur supérieur à celui de la sonde à neutrons. Il ne doit pas présenter de suré paisseur ni de décalage intérieurs au raccordement. 

Sonde à neutrons

La sonde est constituée d’un tube métallique comprenant les éléments superposés suivants (voir figure 2) : a) à sa partie inférieure :- une source de neutrons rapides ,généralement de type d’Americium-Berylium et son système de protection, associée à une alimentation haute tension et à un préamplificateur ;- un détecteur de neutrons thermiques à l’hélium He3 situé au dessus et très proche de la source émettrice ; b) à sa partie supérieure, un second détecteur de neutrons thermiques à l’hélium (He3) ;

c) placé en surface, un dispositif de stockage des informations fournies par les détecteurs avec une visualisation des grandeurs physiques mesurées ; d) un système de manœuvre du câble relié à la sonde permettant de déterminer la profondeur de la sonde dans le tube ou le forage ; e) un conteneur qui assure la protection contre les émissions de la source radioactive lors de son transport et de sa mise en œuvre ; f) une embase adaptable sur le tube d’auscultation pour y transférer la source. La sonde étant destinée à être introduite dans le tube peut être dotée de centreurs (lors, par exemple, de forages non verticaux)