principes de la methode electrique

7/24/2019 Principes de La Methode Electrique

1/68

Licence professionnelle : Gotechnique et minesCours de gophysique

Mthodes potentielles:

Mthodes lectriques

Pr. Hssaisoune

[email protected]


2/68

Utilises en gophysique applique

essentiellement pour la prospection minire,l'hydrogologie, le gnie civil et l'archologie.

L'ensemble de ces mthodes peut tre class

en fonction de la source utilise :sources artificielles ou actives! :

" #esures de rsistivit

" $olarisation $rovoquesources naturelles ou passives! :

" $olarisation %pontane


3/68

1- Definitions

La conductivit lectrique (et son inversela rsistivit lectrique) reprsente lacapacit de la matire mettre enmouvement les charges libres sous l'actiond'un champ lectrique.

C--dDplacement de charges lectriques (ionslectrons) ! conduction " chaleur

I- Mthode de rsistivit lectriques


4/68

Elles sont bases sur la mesure du potentiel

lectrique gnr par linjection dun courantcontinu (DC) dans le sol.

1- Definitions

La rsistance mesure lopposition au passage

dun courant lectrique, et peut permettre de

caractriser un matriau.


5/68

2- rincipe de mesure

&nection d(un courant )* entre *+ et *#esure du potentiel entre $+ et $

Le potentiel est fonction de la distribution de la

rsistivit du soussol et du courant loi d(-hm!


6/68

1!1! L" loi d#$hm

% & '(I

La rsistance # dpend de lagomtrie du matriau$ pour unc%lindre de section & et delongueur L

& %!)(L est la rsistivit dumatriau.

La loi dOhm stipule que la rsistance lectrique est donne par le

quotient du potentiel V appliqu aux bornes dun matriau par le

courantI qui circule, soit


7/68

1!1! L" loi d#$hm

VI

Rsistance: R ! "

L

E #

$

IV

% $

Rsisti&it:

R'$

L! ".m


8/68

(otons que la loi dOhm sous la )orme

e*prime + lquation ci dessus est une

)orme simpli)ie de la )orme gnrale quisecrit:

E .-

#

o:

J est la densit de courant: J= I! (!mp"rem#)$

% est le champ lectrique E V/L 0Volt/m1


9/68

2i on rcrit la loi dOhm pour le c3lindre on a:

V = &I

%' = & J!

E &!' .J

&!'

%J ! ".m


10/68

E*emple de calcul :


11/68

%sistivit des roches et minr"u*Dans les sdiments et roches sdimentaires, la rsistivit est

gnralement plus faible. Plus ces roches sont vieilles, tasses et

profondes, plus la porosit diminue et la rsistivit est leve. En

fait, le facteur dterminant de la rsistivit dun sol est la teneur en

eau. La formule dArchie relie laa et la teneur en eau.

a= a* +*-m-n

Avec w : rsistivit de leau contenue dans les pores

: porosit efficace et m le facteur de cimentation

S : la saturation et n = 2a et m on les retrouve dans le tableau dArchie

La rsistivit de leau frache est denviron !" # m, alors $ue celle

de leau de mer est de ".% #m.


12/68


13/68

%sistivit des roches et minr"u*


14/68

%sistivit des roches et minr"u*


15/68

#sistivit apparente

Distri+ution du potentiel: milieu infini,homogne et isotrope


16/68

Distri+ution des lignes de cour"nt etquipotentielles .dip/le d#in0ection

Lignes de courant et quipotentielles

Le courant circule

dans le sol dunelectrode de courant lautre. La densitde courant est plus

*orte prs de lasur*ace quenpro*ondeur.


17/68

Distri+ution des lignes de cour"nt etquipotentielles .dip/le d#in0ection

On remarque dabord queles lignes de courant

0pointilles1 sont de plus

en plus loignes les unes

des autres + mesure quonsloigne des lectrodes 0la

densit de courant

diminue1. On remarque

galement que les lignes de

&oltage changent de signe

au milieu de la gomtrie.


18/68


19/68

%sistivit "pp"rente

La rsistivit apparente est la valeur dersistivit obtenue sur le terrain partir durapport +,.

lle rsulte de la contribution volumique detoutes parcelles du milieu travers par lecourant mis en *onction de la distance la

source./i le sol est homogne la rsistivit apparente

est gale la rsistivit intrinsque.


20/68

Mesure de l" rsistivit "pp"rente

our mesurer l"rsistivit du sol, onutilise un qu"drip/le,

form d#un dip/led#in0ection de cour"ntet d#un dip/le pour l"mesure de l"

diffrence depotentiel '!


21/68

0ntration en *onction de lcartement deslectrodes de courant

12 3 de tout lecourant circulesur unepro*ondeur

in*rieure lasparation deslectrodes.

0our augmenterla pntrationon augmente lasparation des

lectrodes.


22/68

Dispositi*s communment utiliss


23/68

Dispositifs et "v"nt"ges

Le dispositif enner :%ecomm"nd pour les structures hori3ont"les4

rofondeur d5investig"tion plus f"i+le que celle du Dip/le-Dip/le et du enner-6chlum+erger 4Le nom+re de points 7 l5"cquisition est infrieur 7 celui du Dip/le-Dip/le et duenner-6chlum+erger4 cet effet se f"it surtout sentir sur les +ords

Le dispositif enner-6chlum+erger :%ecomm"nd 7 l" fois pour les structures hori3ont"les et vertic"les4rofondeur d5investig"tion est d5environ 18 9 plus leve qu5"vec le ennerLe nom+re de points 7 l5"cquisition est plus gr"nd que pour le enner m"isinfrieur 7 celui du Dip/le-Dip/le

Le dispositif Dip/le-Dip/le :%ecomm"nd surtout pour les structures vertic"les4

rofondeur d5investig"tion plus gr"nde que pour le enner et enner-6chlum+ergerLe nom+re de points 7 l5"cquisition est plus gr"nd que pour le enner et leenner-6chlum+ergercessite des "pp"reils sensi+les et un +on coupl"ge des lectrodes "vec le solpeut ;tre utilis pour de l"


24/68

Dispositi*s et avantagesLe dispositif /le-Dip/le :dispositif "symtriques pouv"nt crer des "rtf"ctsprofondeur d5investig"tion intermdi"ire entre le Dip/le-Dip/le etle /le-/le

sensi+le "u +ruitncessit de mettre une lectrode 7 l5infini

Le dispositif /le-/le :profondeur d5investig"tion l" plus profondef"i+le rsolutionncessit de mettre deu* lectrodes 7 l5infinitrs sensi+le "u +ruitsurtout utile en


25/68

Dispositi*s


26/68

Conseils pratiques

-=n prsence d5un terr"in +ruit et s"ns "ucune conn"iss"nce pr"l"+le de l" gomtriedu corps 7 tudier, utiliser de prfrence un dispositif enner-6chlum+erger! Cedispositif peut 7 l" fois ;tre utilis en recherche gologique 7 gr"nde chelle, en

hydrogologie, en gnie-civil, en "rchologie et pour des pro+lmes d5environnement!

-6i l5on recherche des structures vertic"les d"ns une 3one qui n5est p"s trop +ruite,"vec un rsistivimtre est "sse3 sensi+le et un +on cont"ct "vec le sol, il estrecomm"nd d5utiliser un dispositif Dip/le-Dip/le! Ce dispositif peut p"r e*empleconvenir en "rchologie, en gophysique minire et en gnie-civil!

-Lorsqu5il s5"git de mettre en vidence des structures hori3ont"les, si votre terr"inn5est p"s trop +ruit et que vous dispose3 de peu de temps, utiliser un dispositifenner!=nfin, en


27/68

L#e*plor"tion vertic"le du sol : les sond"ges

On a &u que pour un sous%sol homog4ne et isotrope, il

est possible de trou&er la rsisti&it du milieu eninjectant du courant et en mesurant le 5V ainsi cr.

la rsisti&it 6 se trou&e par la relation:


28/68

4usquici nos calculs de la rsistivit du sol

se sont bass sur lh%pothse dun sous-solhomogne et isotrope.

Or, il nen est rien en ralit.

Le but de la prospection lectrique est justement de

permettre au goph3sicien de se )aire une image de la

structure et des htrognits du sol.


29/68

Le5amen de sous-sols htrognes vanous amener d*inir la notion dersistivit apparente (6a).


30/68

6ond"ge lectrique : rp"r"tionde l" mission et l" mise en >uvre


31/68


32/68


33/68


34/68


35/68

Interprtation de sondagelectrique &ertical 02EV1


36/68

nterprtation de /ondage lectrique7deu5 couches


37/68


38/68


39/68

nterprtation de /ondage lectrique7trois couches


40/68

/ondage lectrique7 quivalence


41/68

/ondage lectrique7 quivalence


42/68

/ondage lectrique7 suppression


43/68

/ondage lectrique7 suppression


44/68

?omogr"phie de rsistivit .?%

0rincipe de mesure 0ro*ilage et sondage simultans

#eprsentation 7 pseudo-section mage du modle de rsistivit 7 inversion des

mesures


45/68

Le sondage lectrique est une mthode d7e*ploration

du sous%sol qui repose sur la mesure de la rsisti&it

lectrique 0Ohm.m1. 8elle%ci caractrise la capacit du

courant lectrique a circuler dans le milieu naturel : sa

connaissance permet d7apprhender la structure et la

lithologie du sous%sol.

L7injection d7un courant d7intensit connue et la

mesure de la distribution du potentiel lectrique, nous

donnent une estimation de la rsisti&it apparente 06a1

du sous%sol.

9rincipe de mesure : mme que 2.E.V


46/68

9rocdure de mesure

Instruments de mesure:

;n s3st4me d7acquisition : qui contient les protocoles de mesure,

;n rsisti&im4tre qui mesure la rsisti&it apparente du milieu,

;ne batterie de -


47/68

;n c>ble qui relie une

lectrode a une prise

?@ lectrodes en acier ino*3dable,

@ c>bles 0jaunes1 pour relier les

lectrodes au s3st4me

d7acquisition, a&ec leurs bobines,

8onnecteurs de c>bles,;n c>ble pour relier le

rsisti&imetre a la centrale

d7acquisition.


48/68

9rotocole de mesure

La centrale dacquisition, gr>ce a une batterie de

-bles sont connectes et toutes les lectrodes

peu&ent jouer, tour a tour, le rle $, A, B ou (.


49/68

0ro*ilage et sondage simultans

.enn

er


50/68

9rincipe de construction d7une pseudo%section pour la

con)iguration Cenner


51/68

0#C9D:# D ;##&0IJ:


67/68

onitoring din*iltration


68/68

Levs en mer

principes de la methode electrique

Documents