I.2.3. Géophysique appliquée à la
prospection a. Généralités
La géophysique est l'étude de la terre par des
méthodes physiques. Elle diffère de la géologie en ce
qu'elle s'appuie sur des mesures prises par des appareils (Michel Allard et
Denis Bois, 1999). La géologie étudie aussi la terre, mais,
comme signalé ci-haut, en se basant plutôt sur l'observation
directe des roches pour déduire l'origine, la composition, les
propriétés et l'histoire de la terre.
Dans son sens le plus large, la géophysique se
subdivise en plusieurs branches (Michel Allard et Denis Bois,
1999):
Apport Des Méthodes Gravimétriques Et
Magnétométriques Dans La Recherche Des Gisements
Pétroliers
Dirigé par le Professeur LUKIDIA LUKOMBO
Benjamin
Travail de Fin de Cycle KUTANGILA MALUNDAMA Succès
Félix 2010 - 2011
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> La sismologie
: étude des séismes et de la propagation des ondes
sismiques ;
> La géothermie :
étude de la variation de la température terrestre ;
> L'océanographie physique
: étude physique des mers et des océans
;
> La météorologie
: étude des
phénomènes
atmosphériques ;
> La gravimétrie :
étude de l'attraction gravitationnelle de la terre ;
> La géodésie :
étude de la dimension et de la forme de la terre à partir de
mesures gravimétriques;
> L'électricité et le
magnétisme terrestre : études des
phénomènes électriques et magnétiques autour et
dans la terre ;
> ...
> La géophysique
appliquée
Cette dernière utilise diverses méthodes
physiques en vue de localiser du pétrole et du gaz, des minéraux,
des contaminants et des sources géothermales. Elle permet
également d'étudier le sous-sol pour la construction d'ouvrages
de génie civil (géotechnique) et de dresser des cartes
géologiques.
Née au début du XXè siècle, la
prospection géophysique a su s'adapter à l'évolution
scientifique, technique et économique. Les méthodes
géophysiques ont commencé à s'imposer dès les
années 1910. Même si la compréhension et la
modélisation des phénomènes étaient alors
élémentaires, le succès des expériences parlait en
faveur de ces méthodes. Toutefois, pour un grand nombre de prospecteurs
traditionnels, l'opérateur de géophysique appliquée
ressemblait à un magicien manipulant des boîtes noires ou un
sorcier utilisant sa baguette de coudrier. Au fil des années, on a mieux
compris les principes fondamentaux régissant les réponses
géophysiques. (Michel Allard et Denis Bois, 1999).
b. Approche de la prospection géophysique
(i) Approche directe
L'approche directe consiste à utiliser une ou des
méthodes géophysiques pour déceler directement certains
minéraux dans un massif rocheux.
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(ii) L'approche indirecte
Elle s'applique si on ne peut pas détecter directement
le minéral recherché. On possède alors par association des
méthodes.
(iii) L'approche cartographique
L'approche cartographique est beaucoup plus
générale que les deux premières. L'interprétation
des levés géophysiques permet souvent de délimiter les
contacts géologiques, les éléments structuraux,
d'identifier certaines roches,...
Cette exploration s'avère utile pour définir les
cibles d'explorations. La cartographie géologique s'appuie donc de plus
en plus sur les méthodes de la géophysique appliquée.
Notre travail va s'atteler sur l'approche cartographique de la
prospection géophysique.
c. Différentes méthodes
géophysiques
Il existe plusieurs classifications de méthodes
géophysiques parmi lesquelles nous citons :
(i) Méthodes passives et actives
Ici, on classe les méthodes selon que la source
d'énergie utilisée est artificielle (méthodes actives) ou
naturelle (méthodes passives).
La gravimétrie, la magnétométrie, la
radiométrie ainsi que certaines méthodes électriques et
électromagnétiques sont classées parmi les méthodes
passives. (Michel Allard et Denis Bois, 1999) Par contre, les
méthodes de la petite sismique, la sismique réflexion et
réfraction, la polarisation provoquée sont des exemples des
méthodes actives.
(ii) Méthodes statiques, transitoires et
fréquentielles
Les méthodes statiques sont celles qui
s'intéressent à des phénomènes invariables en
fonction du temps ou des phénomènes dont les variations
temporelles sont intéressantes. Il s'agit de la gravimétrie, la
magnétométrie et la méthode électrique.
Les méthodes transitoires ou pulsées
(méthodes dans le domaine temporel) sont celles qui étudient le
comportement du sol perturbé artificiellement en fonction du temps,
jusqu'à son retour à la
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normale mais toujours en l'absence de l'élément
perturbateur. Il s'agit de la polarisation provoquée, les
méthodes électromagnétiques et les méthodes
sismiques.
Les méthodes fréquentielles quant à
elles, étudient la réponse d'un sol à des excitations en
fonction de leur fréquence. Elles sont aussi appelées
méthodes dans le domaine des fréquences. Elles peuvent
être divisées en deux groupes selon que les excitations sont
périodiques ou apériodiques :
- Dans le 1er cas, on envoie dans le sol un signal
à une certaine fréquence, en même temps qu'on mesure les
caractéristiques du signal retourné vers la surface par rapport
au signal envoyé. Les méthodes concernées sont des
méthodes électromagnétiques et celles de polarisation
provoquée ;
- Dans le 2ème cas, nous avons des
méthodes électromagnétiques passives où l'on
enregistre fidèlement, à chaque station de mesure, le signal
retourné par le sol, en fonction du temps. Ce signal apériodique
est par la suite soumis à l'analyse de Fourier pour en extraire le
contenu fréquentiel. (Michel Allard et Denis Bois, 1999).
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