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BONJOUR MONSIEUR, BONJOUR CHERS CAMARADES 1 THÈME: TOMOGRAPHIE: INTERPRÉTATION

BONJOUR MONSIEUR, BONJOUR CHERS CAMARADES 1 THÈME: TOMOGRAPHIE: INTERPRÉTATION 2 Présenté par: 3 UM UM I. David FOZANG N. Dylane NEGOU K. Mardel SIMO D. Yves EBELLE Christian R. MBUNDA LOUISA C. Audrey N. MADENKO Sous la Supervision de: 4 Dr. Salomon B. BISSE INTRODUCTION I. RAPPELS SUR L’ACQUISITION ET LE TRAITEMENT DES DONNEES 1. Tomographie de la résistivité électrique 2. Tomographie sismique II. INTERPRETATION DES DONNÉES 1. Tomographie de la résistivité électrique 1.1 Tomographie électromagnétique a. Tomographie électromagnétique basse fréquence b. Tomographie électromagnétique haute fréquence : Radar géologique 1.2 Tomographie électrique 2. Tomographie sismique 2.1 Le problème inverse 2.2Exploitation manuelle 23 Exploitation numérique CONCLUSION Plan de l’Exposé 5 INTRODUCTION La tomographie vient de deux mots grecs, « tomê » qui signifie, coupe et « graphein » qui signifie décrire, c’est donc littéralement une description ou représentation en coupe. Elle est utilisée dans plusieurs domaines: Imagerie médicale, Astrophysique, mécanique des matériaux, et en géophysique Principalement en géophysique, c’est une méthode qui permet d’établir une représentation en coupe d’une structure géologique sous-sol, c’est-à-dire établir une cartographie des hétérogénéités du sous-sol décrites généralement à partir d’une série de calcul (la vitesse de propagation des ondes sismiques (ondes de compression voir de cisaillement)) Ces mesures sont effectuées à la surface ou à une certaine distance. A l’issue des mesures, le résultat doit être une reconstruction de certaines propriétés de l’intérieur de la structure, selon le type d’information que fournissent les capteurs Notre élaboration portera principalement sur l’interprétation de ces résultats. Pour mener à bien notre étude, nous la structurerons en deux parties, Une première qui portera sur un bref rappel de l’acquisition et du traitement des données Une deuxième qui portera sur l’interprétation des résultats suivant les méthodes de résistivité électrique et sismiques. 6 I. RAPPELS SUR L’ACQUISITION ET LE TRAITEMENT DES DONNÉES 7 8 I. RAPPELS SUR L’ACQUISITION ET LE TRAITEMENT DES DONNÉES 1. Tomographie de la résistivité électrique ACQUISITION MATERIEL (Système ABEM)  Un système ou centrale d’acquisition  Un résistivimètre (Terrameter SAS1000 ou Terrameter SAS4000 )  64 électrodes en acier inoxydable(avec bretelles de connexion)  4 câbles jaunes  Deux connecteurs de câble  Deux câbles noires  Batterie d’alimentation ,(12V) 9 1. TOMOGRAPHIE DE LA RÉSISTIVITÉ ÉLECTRIQUE I. RAPPELS SUR L’ACQUISITION ET LE TRAITEMENT DES DONNÉES MODE D’OPERATION Elle consiste en l’installation des câbles et des électrodes le long d’un profil. Il faut connecter tous les câbles du résistivimètre relié à la centrale d’acquisition qui enregistre les différentes résistivités apparentes; cet appareil grâce à une batterie de 12V injecte le courant électrique entre les électrodes A et B et mesure la d.d.p entre les électrodes M et N. TRAITEMENT DES DONNÉES: Le traitement de données se réalise par un contrôle de qualité visuel en affichant:  la pseudo-section de résistivité apparente,  une autre méthode consiste en l’inversion, cependant cette dernière méthode rencontre de nombreux inconvénients : • On double le nombre de mesure et donc le temps d’acquisition. • On a généralement un changement brusque de résistivité apparente, ce qui amène inévitablement à un rejet des données. 10 1. TOMOGRAPHIE DE LA RÉSISTIVITÉ ÉLECTRIQUE I. RAPPELS SUR L’ACQUISITION ET LE TRAITEMENT DES DONNÉES 11 I. RAPPELS SUR L’ACQUISITION ET LE TRAITEMENT DES DONNÉES 2. TOMOGRAPHIE SISMIQUE ACQUISITION Il existe principalement deux méthodes d’acquisition de données sismiques : la sismique réflexion et la sismique réfraction. Ces deux méthodes permettent de repérer la disposition et la composition des structures géologiques et hétérogénéités dans le sous-sol. Généralement lors d’une campagne, les deux méthodes sont utilisées ensemble car les informations qu’elles apportent sont complémentaires 12 2. TOMOGRAPHIE SISMIQUE I. RAPPELS SUR L’ACQUISITION ET LE TRAITEMENT DES DONNÉES TRAITEMENT DES DONNÉES: En tomographie sismique, le traitement des données consiste à retrouver les vitesses des ondes mécaniques Vp (ondes de compression) ou Vs (ondes de cisaillement), ainsi que le facteur de qualité Q. La répartition des vitesses est calculée à partir de l'ensemble des résultats de mesure des temps de trajet après acquisition. On nécessite le temps de parcours de la première arrivée qui est pointé sur chacune des traces sismiques, ce pointé peut être réalisé manuellement , semi automatiquement ou de manière automatique ; 13 2. TOMOGRAPHIE SISMIQUE I. RAPPELS SUR L’ACQUISITION ET LE TRAITEMENT DES DONNÉES 14 II. INTERPRÉTATION DES DONNÉES 15 1. TOMOGRAPHIE DE LA RÉSISTIVITÉ ÉLECTRIQUE 1.1 TOMOGRAPHIE ÉLECTROMAGNÉTIQUE II. INTERPRÉTATION DES DONNÉES RAPPELS SUR LES DOMAINES ET CONDITIONS D’APPLICATION La tomographie électromagnétique en ondes monochromatiques (MEW, Monofrequency Electromagnetic Waves) sert principalement à détecter les cavités souterraines à l’instar des gisements souterrains lorsque celles-ci sont à des profondeurs et ont des dimensions qui les rendent indétectables par les méthodes géophysiques de surface. Parmi les méthodes géophysiques de forage, c’est la plus performante pour cette application. Elle ne peut être utilisée que si les ondes électromagnétiques peuvent se propager dans le sol d’un forage à l’autre sans être trop atténuées. Cela exclut les terrains très conducteurs (de résistivité inférieure à 100 Ω · m). Les forages ne doivent pas être tubés avec un tubage métallique. La distance entre forages dans l’état actuel de la t h i t êt é i à 10 16 II. INTERPRÉTATI ON DES DONNÉES 1. TOMOGRAPHIE DE LA RÉSISTIVITÉ ÉLECTRIQUE 1.1 TOMOGRAPHIE ÉLECTROMAGNÉT IQUE 17 PRÉCAUTIONS GÉNÉRALES À PRENDRE AVANT INTERPRETATION Généralement, quel que soit le dispositif employé, des phénomènes magnétiques et de Polarisation Induite (IP), appelée aussi Polarisation Provoquée (PP) perturbent la plupart du temps légèrement les mesures et peuvent conduire à des erreurs d’interprétation ou des interprétations différentes selon les dispositifs considérés. L’interprétateur doit alors avoir pour objectif d’harmoniser les interprétations : un seul modèle de terrain doit pouvoir ajuster toutes les courbes de terrain. Pour cela, on doit procéder par des inversions successives jusqu’à ce que l’erreur soit faible. II. INTERPRÉTATI ON DES DONNÉES 1. TOMOGRAPHIE DE LA RÉSISTIVITÉ ÉLECTRIQUE 1.1 TOMOGRAPHIE ÉLECTROMAGNÉT IQUE TOMOGRAPHIE ÉLECTROMAGNÉTIQUE BASSE FRÉQUENCE Selon la distance de l’émetteur au récepteur, on en distingue deux types : ÉLECTROMAGNÉTISME BASSE FRÉQUENCE EN CHAMP PROCHE : LA MÉTHODE SLINGRAM  PRINCIPE PHYSIQUE: 18 II. INTERPRÉTATI ON DES DONNÉES 1. TOMOGRAPHIE DE LA RÉSISTIVITÉ ÉLECTRIQUE 1.1 TOMOGRAPHIE ÉLECTROMAGNÉT IQUE  RÉSULTATS ET INTERPRÉTATION: Les résultats se présentent sous la forme de profils qui indiquent les variations de conductivité apparente en fonction de la position le long de l’axe de mesure. Lorsque les acquisitions ont été réalisées sur une certaine surface, avec un maillage adapté, il est possible de représenter les données sous forme de cartes d’iso-conductivité. Il s'agit de cartes de couleur, construites par interpolation spatiale des différents profils réalisés et graduées en fonction de la conductivité (et/ou résistivité) apparente des terrains ; un exemple est illustré par la figure suivante: 19 II. INTERPRÉTATI ON DES DONNÉES 1. TOMOGRAPHIE DE LA RÉSISTIVITÉ ÉLECTRIQUE 1.1 TOMOGRAPHIE ÉLECTROMAGNÉT IQUE  LIMITES DE LA MÉTHODE : Les principales limites de ces méthodes sont: o la présence, à proximité de la zone prospectée, d'interférences conductrices : lignes à haute tension, voitures, barrières métalliques, etc. o Des matériaux conducteurs dans le sous-sol, tels que de la boue ou de l'eau salée engendrent des conductivités élevées qui peuvent masquer les objets enfouis que l'on cherche à mettre en évidence. 20 II. INTERPRÉTATI ON DES DONNÉES 1. TOMOGRAPHIE DE LA RÉSISTIVITÉ ÉLECTRIQUE 1.1 TOMOGRAPHIE ÉLECTROMAGNÉT IQUE  ÉLECTROMAGNÉTISME BASSE FRÉQUENCE EN CHAMP LOINTAIN : LA RADIO-MAGNÉTOTELLURIQUE PRINCIPE PHYSIQUE ET MISE EN ŒUVRE : La RMT est une technique de prospection électromagnétique à basse fréquence (EMBF) avec émetteur rejeté à l’infini. Elle fournit une mesure en continu de la résistivité apparente du sous-sol en utilisant les émetteurs de radiodiffusion civile dont les fréquences se situent entre 10 kHz et 1 MHz. Les ondes émises se propagent dans la terre en générant des courants électriques par induction. Ces derniers peuvent être reliés aux champs électrique et magnétique qui sont mesurés, pour des fréquences déterminées, respectivement par un dipôle capacitif placé au niveau du sol et par une bobine inductive. Le calcul des résistivités apparentes est effectué par l’équation (2) régissant les phénomènes magnétotelluriques (Cagniard, 1953) : 21 II. INTERPRÉTATI ON DES DONNÉES 1. TOMOGRAPHIE DE LA RÉSISTIVITÉ ÉLECTRIQUE 1.1 TOMOGRAPHIE ÉLECTROMAGNÉT IQUE RÉSULTATS ET INTERPRÉTATION : Les résultats se présentent sous la forme de profils de résistivité apparente. Les traitements à apporter sont généralement restreints : ils consistent principalement à éliminer les valeurs les plus aberrantes et effectuer un lissage au moyen d'une fenêtre mobile. De la même manière que pour la prospection Slingram, l’interprétation est principalement basée sur les profils de résistivité (et/ou conductivité) apparente, où l’on cherche à mettre en évidence des zones homogènes puis à identifier des anomalies conductrices ou résistantes au sein de ces zones. 22 II. INTERPRÉTATI ON DES DONNÉES 1. TOMOGRAPHIE DE LA RÉSISTIVITÉ ÉLECTRIQUE 1.1 TOMOGRAPHIE ÉLECTROMAGNÉT IQUE  EXEMPLE DES MESURES : cas du Site de REMIGNY 23 II. INTERPRÉTATI ON DES DONNÉES 1. TOMOGRAPHIE DE LA RÉSISTIVITÉ ÉLECTRIQUE 1.1 TOMOGRAPHIE ÉLECTROMAGNÉT IQUE Le profil à 603 kHz indique une moyenne pour l’ensemble du profil de 36 Ω.m.  Le premier secteur, uploads/Litterature/ expose-de-geophysique-1.pdf