dimanche 3 avril 2011

La géophysique - un bref aperçu

Pendant les quatre dernières années, j'ai travaillé comme géophysicienne pour une très petite compagnie dans la région de Vancouver. Lorsque je parle de petite, on parle d'une compagnie qui n'a jamais eut plus de 12 employés depuis mes débuts. Bien sur, pour nous aider nous avons des assistants, mais ceux-ci ne sont pas permanents et n'ont pour la plupart aucune formation en géophysique.

Travailler pour une petite compagnie implique qu'on doit apprendre rapidement à tout faire. Nous ne sommes pas cantonnée dans un domaine en particulier, ce qui nous donne beaucoup d'opportunité et pas vraiment de temps pour s'ennuyer.

Les méthodes que nous avons utilisées le plus régulièrement sont décrites ci-dessous assez brièvement et je reviendrai sur certaines d'entre elles, en particulier celles dont je me servais le plus dans mon travail.



La sismique réfraction

Il s'agit d'étendre une série de géophones le long d'une ligne pré-déterminée, et d'avoir six sources d'énergie en générale. Les géophones permettent d'enregistrer les vibrations issus des sources d'énergie. Les géophones peuvent être comparés à un sismographe, et les sources d'énergie à des tremblements de terre induits. Les sources d'énergie peuvent inclure des bâtons de dynamite, un "shotgun" avec des balles à blanc et une masse qui est lassée tomber sur le sol. La série de géophone comprenait généralement 24 géophones placé à un interval donné (5 mètres entre chacune des géophones étaient l'interval par défaut) et les sources d'énergie étaient localisées à la même distance de chaque côté de la série, entre les géophones 1 et 2, 8 et 9, 16 et 17, 23 et 24.

Le résultat est une série d'onde pour chacun des géophones. Les ondes sont analysées et grâce à certains calculs, on peut déterminer la distance entre la surface et les différentes couches de sols. Tout dépend de la vitesse des ondes pour les types de roches, ainsi que de l'épaisseur de la couche. La vitesse étant généralement plus grande dans le socle rocheux, il est presqu'impossible de voir plus loin que cette surface.

La sismique réflexion

Cette technique ressemble beaucoup à la sismique réfraction, mais au lieu d'avoir une source d'énergie qu'à six endroits distincts, la source d'énergie bouge le long de la série de géophones pour donner un profil continue des caractéristiques des couches sous le sol.

La résistivité

Au lieu d'avoir des géophones en série, la résistivité utilise des électrodes qui ne sont que des clous d'acier de 30 à 60 centimètres de hauteur (1 à 2 pieds). Une fois, j'avais perdu une de mes électrodes alors j'ai utilisé des pinces de métal. Les électrodes sont plantés à un interval pré-défini.

Un courant est envoyé dans deux électrodes, et un multi-mètres enregistrent le voltage entre deux autre électrodes. Pour accélérer le processus, un ordinateur est branché sur la série d'électrodes et un programme envoie le courant et enregistre les résultats automatiquement.

Cette méthode permet d'avoir une idée des changements dans les caractéristiques électriques du sol. Un socle rocheux solide et non altéré va donner des résultats de résistivité très élevé (le courant ne passe pas), tout comme les zones de pergélisol. Des zones plus poreux et sous la ligne des eaux donnera généralement des zones moins résistives (le courant passe).

Electromagnétisme

EM-61, EM-31 ou TEM sont différentes façon de calculer l'électromagnétisme du sol. Il s'agit ici de ce qui ressemble le plus à un détecteur de métal. Les appareils sont soient déposés au sol (dans le cas du TEM), ou placé à une distance au dessus du sol, la profondeur d'investigation ne tient compte que de la grosseur de la boucle de l'appareil. Cette méthode était principalement utilisé pour trouver des barils ou des fondations contenant du métal enfouis. Un de mes collègues avait utilisé un EM-61 pour trouver un tube de métal dans un stationnement recouvert de gravel, comme un vulgaire détecteur de métal.

Les puits de forage

Les méthodes de sismique, résistivité et électromagnétisme peuvent également être adaptée dans le contexte de puits forés. Ceci permet des mesures centrés sur les quelques premiers centimètres autour du puit, mais sur de plus grandes profondeurs que les méthodes de surface. De plus, dans plusieurs contextes, des puits sont mis en place pour analyser la qualité de l'eau, le mouvement de l'eau ou de contaminants dans le sol, et pour toute autre raison.

Les autres méthodes

Plusieurs autres méthodes sont utilisés sur une base plus sporadique. La gravimétrie (mesure de la gravité à différents points), le sonar, le GPR (Ground Penetrating Radar, ou le Radar qui permet d'avoir une bonne image des premiers mètres sous la surface, utilisé régulièrement pour les fouilles archéologiques), le Ice Radar (le radar, mais adapté pour les glaciers, permet de mesurer l'épaisseur d'un glacier), la sismique marine, etc.

Utilités de la géophysique

Les méthodes de géophysique peuvent être utilisées pour plusieurs domaine. Plusieurs d'entre elles sont bien adaptées pour des analyses qui demandent une très faible manipulation du sol (fouille archéologie, ou bien dans une cours d'école), d'autres servent à déterminer la profondeur jusqu'au socle rocheux pour construire des fondations solides (barrages hydroélectrique), également dans le domaine environnemental (localisé l'étendu de contaminants, la stabilité de fondations, etc), de la construction (pour prévoir les coûts reliés à la construction d'une route) et le domaine minier (construction d'une mine et des infrastructures reliés à la mine).

Aucun commentaire:

Enregistrer un commentaire