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1 QUOI LA GÉOPHYSIQUE? INTRODUCTION - Partie de la science qui étudié les propr

1 QUOI LA GÉOPHYSIQUE? INTRODUCTION - Partie de la science qui étudié les propriétés physiques de la terre. - Développement aux XVI-XVII siècles avec les contributions de Galileo et Newton. - Gilbert étudie le magnétisme terrestre. - 1863, Adolf Murhy utilise pour première fois le terme Géophysique. - Al 1880 Zöeprety parle de la géophysique comme une science qui relie la géologie et la physique. - Guerre mondiale et ressources naturelles. - Schlumberger 1919 - 1926. Société de prospection électrique. - Echelle ??? - Au Maroc: Départements de Géologie, Départements de physique et les écoles . 2 INTRODUCTION Géodésie Gravimétrie Sismologie Magnétisme et Aéronomie Électrique et électromagnétisme Geochimie et volcanologie Géodynamique et Tectonophysique Cosmologie et planétologie Meteorologie Océanographie physique BRANCHES DE LA GÉOPHYSIQUE 3 CLASSIFICATIONS INTRODUCTION GÉOPHYSIQUE INTERNE Structure interne du globe Lithosphère terrestre Noyau terrestre GÉOPHYSIQUE EXTERNE Lithosphère terrestre (Étude du sol) Environnement Atmosphère Espace extérieur 4 - E N S A H- 2 0 2 1 - 2 0 2 2 CLASSIFICATIONS INTRODUCTION GÉOPHYSIQUE FONDAMENTALE Lithosphère terrestre Noyau terrestre Propriétés physiques des roches GÉOPHYSIQUE APPLIQUÉE Prospection des ressources naturelles Croûte terrestre (Structure du sous-sol) Étude des niveaux superficiels Evaluation des risques Note: La géophysique pure est beaucoup plus ancienne que la géophysique appliquée 5 INTRODUCTION AUTRES CRITÈRES DE CLASSIFICATIONS En fonction de la relation propriété - objectif: Directes est directement détecté. Ceci dépond du contraste entre anomalique et son encaissant. Un exemple typique celui de la prospection gisement de magnétite par une anomalie magnétique. Indirectes ou structurales On détecte la structure qui contient object de prospection et pas le propre objectif. Un exemple la localisation structure réservoir du pétrole. 6 DEFINITIONS INTRODUCTION La prospection géophysique intègre un ensemble de principes et méthodes physiques appliquées à du sous-sol ayant des objectifs aussi bien économiques que sociaux. Il de déterminer la structure et la composition du sous-sol à partir de la mesure de certains paramètres physiques liées à et de distribution des matériaux. 7 PRINCIPES INTRODUCTION En fonction du principe et de la propriété physique on distingue: MÉTHODE PARAMÈTRE PHYSIQUE MIS EN JEU Gravimétrique Densité Magnétique Aimantation Électrique et Electromagnétique Résistivité électrique Sismique Vitesse des ondes Radiométrique Radioactivité 8 - E N S A H- 2 0 2 1 - 2 0 2 2 LE MILIEU GÉOTECHNIQUE INTRODUCTION Les techniques géophysiques qui investigues ces milieux se développent sachant que: La topographie joue un rôle très significative. Il se produit une série de perturbation comme, le vent, le bruit et les vibration, des courants induites. Les contrastes des propriétés physiques sont faibles et leurs variations sont plus fréquentes que les variations horizontales. Les formations géologiques pas des épaisseurs constantes. Les contactes géologiques ne sont pas toujours claires, et rarement sont verticaux. 9 NOTION DE MODÈLE ET INTRODUCTION Outil que permet la reconnaissance géotechnique du site avant la construction ouvrage. Déterminer la nature et la répartition des matériaux dont il est composé et à déterminer leurs propriétés. La reconnaissance site se traduit par modèle géologique. 10 INTRODUCTION ? 1. Chercher le maximum . 2. Formuler des hypothèses logiques. 3. Verifier chaque hypothèse avec les données disponibles. 4. Maintenir la plus coherente. NOTION DE MODÈLE ET 11 INTRODUCTION + ? NOTION DE MODÈLE ET 12 - E N S A H- 2 0 2 1 - 2 0 2 2 INTRODUCTION NOTION DE MODÈLE ET 13 INTRODUCTION NOTION DE MODÈLE ET 14 INTRODUCTION Un modèle géologique est un ensemble de représentation site sous ses différents aspects (nature, répartition, propriétés des matériaux ). Ces représentations prennent matériellement la forma de cartes, coupes, blocs diagrammes, Au départ, la reconnaissance est toujours fondée sur un premier modèle géologique, qui peut être imprécis. Le but de et de le rendre le plus fiable. NOTION DE MODÈLE ET 15 POURQUOI LA GÉOPHYSIQUE? INTRODUCTION Excavation Perforation 16 - E N S A H- 2 0 2 1 - 2 0 2 2 PROBLEME INVERSE ET DIRECT INTRODUCTION Modèle: Profondeur Dimension Géométrie Propriétés Données: Anomalies ici!!!! 17 PROBLEME INVERSE ET DIRECT INTRODUCTION Il s'agit de déterminer la structure réelle à partir de données expérimentales. un exercice numérique qui nécessite un contrôle géologiques, dont le choix de l'hypothèse de départ est très important. C'est une interprétation, est donc un degré de subjectivité. Pas de solution unique. Chaque réponse peut être expliquée par différents modèles. PROBLEME INVERSE 18 INTRODUCTION Données expérimentales Modèle initial Calcul de la réponse théorique Comparaison données - réponse Ajusté < Fin Modification Modèle Mesure et position Hypothèse Géométrie Propriétés Problème direct PROCESSUS ITERATIF PROBLEME INVERSE PROBLEME INVERSE ET DIRECT 19 INTRODUCTION 8. PROBLEME INVERSE ET DIRECT Consiste au calcul de la réponse théorique modèle synthétique. un exercice numérique. Peut être considérer objectif, le résultat est le même indépendamment de qui fait le calcul, est bien exécuté. Il a une solution unique. À chaque modèle lui correspond une seule solution ou anomalie. PROBLEME DIRECT 20 - E N S A H- 2 0 2 1 - 2 0 2 2 ANOMALIES INTRODUCTION Une anomalie est définie comme entre une valeur mesurée certain paramètre en un point et la valeur théorique de ce même paramètre en ce point. Si ces deux valeurs sont égales, que est nulle. Le calcul de la valeur théorique se fait à partir modèle théorique. 21 DÉTECTABILITÉ DES ANOMALIES La probabilité de détecter une structure dépond du contraste de propriété physique et de la relation entre la superficie de la zone à investiguer At, les dimensions de la structure A0 et du nombre des sondages prévus. nombre de sondages Probabilité de détection At / A0=10 At / A0=100 At / A0=1000 100 % 16 160 1600 98 % 13 130 1300 90 % 10 100 1000 75 % 8 80 800 50 % 5 50 500 40 % 4 40 400 30 % 3 30 300 INTRODUCTION ANOMALIES Superficie de A0 Superficie Totale At A0 22 INTRODUCTION Le problème de la relation entre les points et les dimensions des structures à localiser peut être déterminé à partir du théorème de Shannon: «Une fonction peut être construite totalement si la densité est supérieur ou égale à deux fois la fréquence la plus élevée contenu dans le spectre de fréquence de la fonction. » 23 INTRODUCTION Le problème de la relation entre les points et les dimensions des structures à localiser peut être déterminé à partir du théorème de Shannon: «Une fonction peut être construite totalement si la densité est supérieur ou égale à deux fois la fréquence la plus élevée contenu dans le spectre de fréquence de la fonction. » 24 - E N S A H- 2 0 2 1 - 2 0 2 2 INTRODUCTION Profil EM réelle Canalisation enterrée Profile avec des données à chaque 1m (similaire au Profile avec des données à chaque 2m Profile avec des données à chaque 10m Profile avec des données à chaque 10m «Une fonction peut être construite totalement si la densité est supérieur ou égale à deux fois la fréquence la plus élevée contenu dans le spectre de fréquence de la fonction. » 25 INTRODUCTION Modèle géologique Sphère de 2m de diamètre Profile gravimétrique Précision des mesures Superficie Résistivité Cavité sèche Cavité saturée Niveau phréatique 26 INTRODUCTION 27 INTRODUCTION Une mesure aucun interret si en connai pas la marge que peut avoir. La precision mesure reprèsente un facteur important pour pouvoir interpreter tous signal avec un pourcentage de bruit, et dépeond de fixé. On doit toujour chercher le meilleur quotient signal-bruit. SOURCES DE BRUITS 28 - E N S A H- 2 0 2 1 - 2 0 2 2 SOURCES DE BRUITS INTRODUCTION Bruits instrumental Défaut Défaillance ou calibration incorrect Bruits du propre champ Variations périodiques (géomagnétisme, marées gravimétriques ) Vibrations Courants électriques parasites. Bruits du terrain Topographique Géologique Bruit de localisation 29 INTRODUCTION SOURCES DE BRUITS 30 LIMITATIONS INTRODUCTION a) Taille des structures et profondeur b) Hétérogénéité du milieu c) Perturbations anthropiques et naturelles. d) e) Limitations propres à chaque technique de prospection géophysique. 31 MODÈLES 1D - 2D - 3D -4D INTRODUCTION REPRESENTATIONS 32 - E N S A H- 2 0 2 1 - 2 0 2 2 INTRODUCTION CORRECTION DE LA TOPOGRAPHIE 33 INTRODUCTION - La anomalía representa la diferencia entre el valor medido en un punto de un parámetro y el valor teórico de este mismo parámetro en el mismo punto. El calculo del valor teórico se hace mediante un modelo teórico. - Se habla también de anomalía cuando un cuerpo ajeno se encuentra dentro de un medio encajante. - La interpretación de las anomalías se hace mediante un modelado, 2 métodos para hacer este modelado: - Método directo: partimos de un modelo inicial del subsuelo- calculamos a partir de este modelo los datos teóricos y los comparamos con los datos reales. - Método inverso o inversión: partimos de los datos reales- calculamos a partir de los datos reales un modelo teórico- calculamos a partir de este modelo los datos teóricos y los comparamos con los datos reales. - Siempre que no coinciden los dato reales con los teóricos, modificamos el uploads/Geographie/ intro.pdf