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Ressources en eau

Localisation de failles ou dykes

Locate fault or dike

Sur les socles cristallins altérés, la forte teneur en argile réduit les perméabilité. Dans ce cas, l’extraction d’eau souterraine ne peut être réalisée que dans la partie saine du socle à plus grande profondeur. Dans ces parties, l'eau circule principalement à travers les grandes failles et les réseaux de fissures.

Pour atteindre ces objectifs, il existe différentes méthodes de mesure de la résistivité électrique. Le profilage consiste à simplement déplacer un quadripôle ABMN de dimension déterminée. L’espacement entre les électrodes est adapté pour une bonne sensibilité autour du toit du socle sain. La gamme d’appareils Syscal standard est adaptée pour la localisation des filons superficiels ou en profondeur (Syscal Junior / Syscal R1 / Syscal R2 / Syscal Pro).
Avec sa grande puissance, la gamme d'émetteurs VIP (jusqu'à 10kW) associée à la gamme de récepteurs Elrec ou Fullwaver peuvent être employées pour augmenter l’espacement des électrodes tout en gardant un bon signal en réception, afin d'aller chercher des cibles plus profondes.

Locate fault or dike

Cette méthode permet de mettre en évidence la résistivité latérale le long d’un profil, mais ne permet pas de localiser la profondeur exacte ni l’étendue des zones de faille. Par conséquent, il est possible de la compléter avec de la tomographie de résistivité électrique (ERT) sur le lieu de cette dernière anomalie.
La gamme d’appareils Syscal Switch permet de réaliser des mesures de tomographie de résistivité électriques superficielles ou profonde (Syscal Junior Switch / Syscal R1 Switch / Syscal Pro Switch).
Nos équipements réalisent l’imagerie des longueurs, de la profondeur et de l’angle d’inclinaison des zones de faille afin d’identifier le meilleur emplacement de forage.

Locate fault or dike


Le Promis 10 (profliage EM de type slingram) ou le T-VLFpeuvent également servir à détecter le failles qui sont généralement remplies d’argile (conductrice) ou non (résistive)

Détection de nappe phréatique

Water table detection

Sur des roches sédimentaires, l’eau souterraine est généralement localisée dans l’espace poral des couches perméables. En fonction de la porosité de la roche, de la perméabilité, de la fracturation et de l'existence ou non de réseau karstique, le nombre de nappes, leur épaisseur et leur hétérogénéité spatiale peuvent beaucoup varier. Pour localiser le site de forage le favorable, plusieurs investigations géophysiques peuvent être réalisées.

La première et la plus simple des méthodes géophysiques est celle du sondage électrique. On la réalise en utilisant quatre électrodes (un quadripôle), centrées sur le point d’investigation. Plusieurs mesures sont réalisées en augmentant à chaque mesure l'esapcement des électrodes. De cette manière, la profondeur d’investigation est élargie à chaque nouvelle mesure, permettant d'obtenir après inversion un sondage de résistivité. 
Bien que ces méthodes soient basées sur une hyptohèse 1D (pas de variation latérale de résistivité), elles se sont avérées être très efficaces pendant des décennies. On les réalise facilement avec la gamme d’appareils Syscal Standard (Syscal Junior / Syscal R1 / Syscal R2 / Syscal Pro) ou la gamme d'émetteurs VIP ou TIPIX associé à la gamme de récepteurs Elrec.

Locate fault or dike


Dans les cas où la géologie est plus complexe (failles, inclusions, lentilles argileuses, etc.) le niveau d’eau souterraine peut varier latéralement. Dans ce contexte, la tomographie de résistivité électrique peut donc être un bon outil d’évaluation du meilleur emplacement de forage. Cette méthode a été largement employée dans un grand nombre de contextes hydrogéologiques et est souvent interprétée conjointement à d'autres données hydrogéologiques (Koch et Al., 2009). La gamme Syscal Switch permet ces types d’applications pour les aquifères superficiels ou profonds (Syscal Junior Switch / Syscal R1 Switch / Syscal Pro Switch).

Locate fault or dike


Enfin, la méthode la plus adaptée à la localisation et caractérisation de la nappe phréatique est la Résonance Magnétique Protonique (RMP ou NMR en anglais, Legchenko, 2013). Cette méthode consiste à exciter la molécule d’eau présente dans le sol et à mesurer son retour à l'équilibre. Contrairement à la résistivité électrique, ces mesures sont directement liées aux caractéristiques des aquifères (teneur en eau, perméabilité). La RMP permet d'estimer directement la teneur en eau (en %) et la perméabilité du sol (en m/s), évitant ainsi le placement d'un forage dans une zone à grande teneur en eau mais à très faible perméabilité (ex: couche argileuse), qui résulterait en une faible productivité du puit. Cet instrument s’est montré être fiable dans un grand nombre de contextes (karsts, Vouillamoz er a., 2003 ; roches aquifères, Legchenko et al., 2006 ; aquifères fracturés, Wyns et al., 2004 ; aquifères côtiers, Vouillamoz et al., 2007 ; cavités remplies d’eau, Girard et al., 2005 ; glaciers, Vincent et al. 2015, etc.). La gamme d’équipements Numis permet la réalisation du sondage RMP jusqu’à 150m de profondeur.

Locate fault or dike

Détection d'intrusion saline

Salt water wedge

En zone côtière, la multiplication des points de pompage d’eau souterraine peut parfois modifier la géométrie du biseau salé et créer ainsi des intrusions d’eau saline à l’intérieur des terres. Cette intrusion peut avoir un impact catastrophique sur les ressources d’eau, l’agriculture et l’industrie (Werner et al., 2013).

Pour mesurer l’étendue du biseau salé, des sondages, des tomographies ou des mesures de suivi temporel (Nowroozi et al., 1999, Rey et al., 2013, De Franco et al., 2009) sont réalisables grâce à la gamme Syscal (Syscal Junior / Syscal Junior Switch / Syscal R1 / Syscal R1 Switch / Syscal R2 / Syscal Pro / Syscal Pro Switch).
Les mesures de résistivité électrique du sol peuvent aussi être effectuées avec le Promis (EM type Slingram) qui permet de répeter des sondages de résistivité électrique du sol avec en grande efficacité.

Locate fault or dike


Les mesures de la résistivité électrique du sol peuvent être également réalisées avec le Promis 10 (profliage EM de type Slingram) qui permet de mesurer la résistivité électrique avec grande productivité.

Réferences

De Franco, R., Biella, G., Tosi, L., Teatini, P., Lozej, A., Chiozzotto, B., ... & Bassan, V. (2009). Monitoring the saltwater intrusion by time lapse electrical resistivity tomography: The Chioggia test site (Venice Lagoon, Italy). Journal of Applied Geophysics, 69(3), 117-130.

Girard, J. F., Boucher, M., Legchenko, A., & Baltassat, J. M. (2005, September). Numerical modeling of magnetic resonance signal from water-filled cavities. In Near Surface 2005-11th European Meeting of Environmental and Engineering Geophysics.

Koch, K., Wenninger, J., Uhlenbrook, S., & Bonell, M. (2009). Joint interpretation of hydrological and geophysical data: electrical resistivity tomography results from a process hydrological research site in the Black Forest Mountains, Germany. Hydrological Processes, 23(10), 1501-1513.

Legchenko, A., Descloitres, M., Bost, A., Ruiz, L., Reddy, M., Girard, J. F., ... & Braun, J. J. (2006). Resolution of MRS Applied to the Characterization of Hard‐Rock Aquifers. Ground Water, 44(4), 547-554.

Legchenko, A. (2013). Magnetic resonance imaging for groundwater. John Wiley & Sons.

Nowroozi, A. A., Horrocks, S. B., & Henderson, P. (1999). Saltwater intrusion into the freshwater aquifer in the eastern shore of Virginia: a reconnaissance electrical resistivity survey. Journal of Applied Geophysics, 42(1), 1-22.

Rey, J., Martínez, J., Barberá, G. G., García-Aróstegui, J. L., García-Pintado, J., & Martínez-Vicente, D. (2013). Geophysical characterization of the complex dynamics of groundwater and seawater exchange in a highly stressed aquifer system linked to a coastal lagoon (SE Spain). Environmental earth sciences, 70(5), 2271-2282.

Vincent, C., Thibert, E., Gagliardini, O., Legchenko, A., Gilbert, A., Garambois, S., ... & Girard, J. F. (2015). Mechanisms of subglacial cavity filling in Glacier de Tête Rousse, French Alps. Journal of Glaciology, 61(228), 609-623.

Vouillamoz, J. M., Legchenko, A., Albouy, Y., Bakalowicz, M., Baltassat, J. M., & Al‐Fares, W. (2003). Localization of saturated karst aquifer with magnetic resonance sounding and resistivity imagery. Ground water, 41(5), 578-586.

Vouillamoz, J. M., Chatenoux, B., Mathieu, F., Baltassat, J. M., & Legchenko, A. (2005, September). Characterization of unconsolidated coastal aquifers with magnetic resonance and electrical soundings. In Near Surface 2005-11th European Meeting of Environmental and Engineering Geophysics.

Werner, A. D., Bakker, M., Post, V. E., Vandenbohede, A., Lu, C., Ataie-Ashtiani, B., ... & Barry, D. A. (2013). Seawater intrusion processes, investigation and management: recent advances and future challenges. Advances in Water Resources, 51, 3-26.

Wyns, R., Baltassat, J. M., Lachassagne, P., Legchenko, A., Vairon, J., & Mathieu, F. (2004). Application of proton magnetic resonance soundings to groundwater reserve mapping in weathered basement rocks (Brittany, France). Bulletin de la société géologique de France, 175(1), 21-34.

Documentation

Programmes de formation
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Résistivité  & PP
Pas-à-pas de l'utilisation des résistivimètres SYSCAL 
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Principes des méthodes géophysiques en recherche d'eau souterraine
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Note sur la profondeur d'investigation des méthodes électriques
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Imagerie de résistivité multi-électrode pour l'environnement et l'exploration minière
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Guide d'introduction à l'imagerie de résistivité 3D 
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Courant injecté pour la polarisation provoquée 
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Utilisation pas-à-pas de l'émetteur VIP et du récepteur Elrec
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Récepteur multi-électrode et multivoies
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Comment obtenir le courant maximal de l'émetteur
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Résonance Magnétique
Applications sur le terrain
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Méthode de sondage de résonance magnétique (principes, équipements, historique)
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Utilisation pas-à-pas du Numis
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