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COURS - LA GEOPHYSIQUE POUR LES GÉOLOGUES - LES METHODES GRAVIMETRIQUE

GEOPHYSIQUE
INTRODUCTION : Cet ouvrage traitant la géophysique pour les géologues, a pour ambition tout d'abord, l' actualisation du support pédagogique en géophysique appliquée, par l’intégration de nouvelles techniques de prospection surtout en sub-surface ( la multi électrode ; le géo radar etc.. ) et enfin la vulgarisation de ces méthodes d'investigation au sein de la communauté
universitaire; Enseignants, Ingénieurs et chercheurs spécialisés dans les sciences de la terre.
Les géologues trouveront dans cet ouvrage les bases théoriques et pratiques de la géophysique:
géophysique de surface ou superficielle, la géophysique semi-profonde et enfin la géophysique profonde. Il interessera également le grand public, curieux de s'avoir ce que cache le sous-sol et comment l'explorer; dans le domaine de la recherche pétrolière et minière, en hydrogéologie et thermalisme, dans les travaux publiques (Batiments, Ponts et Chausses) ; en archéologie et recherches océaniques, en volcanologie et en seismologie.
Les thèmes developpés dans ce livre sont: Les intéractions entre les phénomènes physiques et les propriétés physiques de la matière (la Roche, la Terre ou l’Univers).
Le formalisme théorique et fondamentale des différents phénomènes physiques ayant des interractions avec la matière..
Les caractéristiques pétrophysiques des roches: Les propriétés élastiques; les propriétés électriques et électromagnétiques, les propriétés magnétiques et gravimétriques ainsi que les propriétés radiométriques des roches.
Le formalisme géophysique issue de l’interaction entre les champs physiques et les propriétés physiques de la roche.
Les classifications des differentes méthodes géophysiques selon divers modes.
La définition des espaces géologiques et géophysiques en Algérie et leurs interactions (Espaces géologiques et géophysiques).
Les applications relatives à chaque méthode géophysique utilisée en surface, en sub surface en profondeur ou dans les puits de forage (méthodes des diagraphies, les méthodes électriques et électromagnétiques , les méthodes gravimétriques et magnétiques, les méthodes radiométriques, les méthodes sismiques).
Les techniques d’exploitation des differentes méthodes géophysiques depuis l’acquisition, le prétraitement, le traitement des données jusqu’à l’interprétation phase finale de toutes études géophysique.
Réalisation et rédaction d’un rapport final de géophysique. Le livre est organisé en plusieurs parties, regroupant toutes les méthodes géophysiques .

TABLE DES MATIERES

CHAPITRE I INTRODUCTION

1 Introduction:
2 - Classification des méthodes Géophysiques
2-1 - Classification selon le caractère physico-chimique
2-1-1 - Densité des roches
2-1-2 - Propriétés magnétiques des roches
2-1-3 - Vitesse de propagation d'un ébranlement  dans les différentes roches.
2-1-4 - Propriétés électriques des roches
2-1-5 - Propriétés radioactives
3 - Choix des méthodes à adopter
3-1 - Conditions matérielles indépendantes du sous-sol
3-2 - Principe d'échelonnement des méthodes géophysiques
4 - La profondeur d'investigation
5 - Exploitation des des méthodes Géologo-géophysiques

CHAPITRE II THEORIE DES POTENTIELS.

1 - Champ de Forces
1-2 - Définition.
1-2-1 - Circulation du vecteur champ
1-2-2 - Flux du vecteur champ
1-2-2-1 - Flux élémentaire
1-2-2-2 - Flux à travers une surface
1-2-2-3 - Théorème d'Ostrogradsky
1-2-2-4 - Théorème de Green
1-2-3 - Champ de vecteurs dérivants d'un potentiel.
1-2-3-1 - Définition.
1-2-3-2 - Circulation d'un vecteur champ
1-2-3-3 - Champ dérivant d'un potentiel.
1-2-3-4 - Le champ à symétrie sphérique.
1-2-4 - Champ Newtonien.
1-2-4-1 - Champ Newtonien d'un centre actif.
1-2-4-2 - Champ et potentiel d'une  distribution de centres actifs.
1-2-4-3 - Etude du flux
1-2-4-4 - Théorème de Gauss.
1-2-4-5 - Equation de Poisson.
1-2-5 - Application au champ de gravitation.
1-2-5-1 - Loi de l'attraction universelle
1-2-5-2 - Attraction universelle et Pesanteur

CHAPITRE III LA PESANTEUR

1 - Accélération de la pesanteur.
1-1 - Définition.
1-2 - Analyse de la pesanteur
1-3 - Ordre de grandeur des termes.
1-4 - Le terme de marée et les marées.
1-4-1 - Analyse du terme de marée.
1-4-2 - Etude des marées.
1-4-2-1 - Marée terrestre.
1-4-2-2 - Marée océanique.
2 - Géoïde et ellipsoïde de référence
2-1 - Le géoïde
2-2 - Paradoxes sur le géoïde
2-2-1 - Irrégularités du géoïde.
3 - La formule de Clairaut.

CHAPITRE IV ORIGINE DES ANOMALIES GRAVIMETRIQUES

1 - Introduction.
2 - Origine des Anomalies Gravimétriques.
3 - Densité des roches.
3-1 - Composition des roches.
3-2 - Caractéristiques principales de la densité.
3-3 - Densité des roches sédimentaires.
3-4 - Roches cristallines.
3-5 - Roches métamorphisque
3-6 - Ordre de grandeur des densités.
4 - Détermination des densités.
4-1 - Mesures sur affleurements.
4-2 - Mesures indirectes à l'aide d'un gravimètre.
4-3 - Détermination de la densité à partir des vitesses sismiques.
4-4 - Mesures dans les forages
4-4-1 - Mesure sur carottes
4-4-2 - Mesure sur cuttings
4-4-3 - Mesure sur Log sonique
4-4-4 - Mesure sur Log gamma-gamma
4-4-5 - Mesure sur Logs électriques
4-4-6 - Mesure sur Carottage gravimétrique

CHAPITRE V MESURE DES ANOMALIES GRAVIMETRIQUES

1 - Mesure de la pesanteur
2 - Causes de variation de la pesanteur
3 - Procédes de mesures
3-1 - Les procédés dynamiques
3-1-1 - Pendule simple
3-1-2 - Chutte libre
3-2 - Les procédés statiques
3-2-1 - Balance à ressort ou gravimètre

CHAPITRE VI  LES GRAVIMETRES

1 - Généralités
1-1 - Objet de la mesure
1-2 - Mesure absolue - Mesure relative
1-3 - Gravimètres statiques et dynamiques
2 - Principe des gravimètres statiques (stables)
2-1 - Gravimètres astatisés
2-1-1 - Définition de l'astatisation
2-2 - Principe d'un gravimètre astatisé
2-3 - Conditions de l'astatisation
3 - Problèmes de réalisation et causes d'érreurs
3-1 - Variation de pression
3-2 - Variation de température
3-2-1 - Thermostatisation
3-2-2 - Compensation thermique du système  de mesure
3-2-2-1 - Système "Worden"
3-2-2-2 - Système "GAK"
4 - Etalonnage des gravimètres
4-1 - Nivellement du gravimètre
4-1-1 - Intérêt du nivellement
4-1-2 - Réglage des niveaux
4-1-3 - Lecture par la méthode de zéro
4-1-4 - Dérives:
4-1-4-1 - Dérive de repos
4-1-4-2 - dérive de déblocage
4-1-4-3 - dérive de changement de  lecture.
4-1-4-4 - Dérive de changement de zéro
4-1-4-5 - Dérive de transport
4-1-4-6 - Dérive de changement  de température et de pression

CHAPITRE VII MISE EN OEUVRE

I - Mesure par cheminement
1 - Réseau de Bases
2 - Mesures sur les stations
3 - Réseau International Gravimétrique

CHAPITRE VIII ACQUISITION DES DONNEES GRAVIMETRIQUES

1 - Introduction
2 - La liaison de bases
3 - La maille et l'écart de fermeture
3-1 - critique des écarts de fermeture
4 - Le réseau de bases
4-1 - Présentation du réseau
4-2 - Exemple
4-3 - Liaisons à refaire
4-4 - Fractionnement d'un réseau de bases
5 - Répartition des écarts de fermeture
5-1 - Procédé des "engrenages" ou des moindres carrées....126
5-1-1 - Calcul des "m"
5-1-2 - Calcul des résidus
5-2 - Méthode des approximations successives
6 - Précision d'un réseau
7 - Valeur de référence

CHAPITRE IX TRAITEMENT DES DONNEES GRAVIMETRIQUES

1 - Introduction
2 - Anomalie de Bouguer
2-1 - Définition
3 - Calcul des corrections
3-1 - But des corrections
3-2 - Correction d'air libre
3-3 - Correction de plateau
3-4 - Correction de relief
3-5 - Correction de latitude
3-6 - Correction luni-solaire
3-6-1 - Calcul du terme de marée
3-6-2 - Correction du terme de marée
3-6-3 - Exemple
4 - Procédé de calcul de l'éffet de relief
4-1 - Méthode classique de Hayford
4-2 - Méthode Numérique

CHAPITRE X L'ISOSTASIE

1 - Constitution du globe terrestre
2 - Caractère systématique des anomalies de Bouguer
3 - Anomalies de la verticale
4 - Concepts d'Isostasie
4-1 - Théorie de la compensation (Pratt ,Hayford)
4-2 - Théorie de l'isostasie
4-2-1 - Théorie de Pratt
4-2-2 - Théorie d'Airy
4-3 - Analyse critique des deux théories

CHAPITRE XI PRINCIPES GENERAUX DE L'INTERPRETATION DES DONNEES GRAVIMETRIQUES

1 - Introduction
2 - Exemple de problèmes d'interprétation en gravimétrie
2-1 - Dôme de sel
2-2 - Les récifs
2-3 - Les plissements
2-4 - Les failles
2-5 - Etude de socle
2-6 - Gisements miniers
3 - Etablissement de la carte gravimétrique
3-1 - Etapes de traitement
3-1-1 - Calcul de l'anomalie de Bouguer
3-1-2 - Représentation graphique de l'anomalie de  Bouguer
4 - Séparation des anomalies gravimétriques
4-1 - Profondeur d'une anomalie.
4-2 - Séparation des anomalies de la gravité
5 - Etablissement de l'anomalie régionale par la méthhode  graphique
6 - Méthode analytique de séparation d'anomalie
6-1 - Méthode de la moyenne
6-2 - Méthode des dérivées verticales
6-2-1 - La dérivée seconde verticale
6-2-2 - La dérivée première verticale.
6-3 - Les prolongements.
6-3-1 - Prolongement vers le haut
6-3-2 - Prolongement vers le bas.
7 - Analyse fréquentielle du champ de gravité
7-1 - Calcul pratique de la Transformée de Fourier Discrète d'un champ donné ou créé par un modèle.

CHAPITRE XII SIMULATION DES MODELES EN GRAVIMETRIE

I - Introduction au problème inverse dans les sciences  de la terre
1 - Introduction
2 - Méthode directe
2-1 - Construction des Abaques
2-1-1 - Bases théoriques
2-1-2 - Exemple de construction d'abaques
2-1-2-1 - Abaque à maille
2-1-2-2 - Abaque à point
2-1-3 - Description de l'abaque
2-1-4 - Utilisation de l'abaque
2-1-4-1 - Modèle cylindrique de longueur  infinie.
3 - Méthode Numérique de calcul sur ordinateur des anomalies  gravimétriques crées par les structures à "2D"
3-1 - Méthode de Talwani.
II - Inversion des données gravimétriques
1 - Calcul des anomalies.
2 - Formulation du problème.
3 - Cas des équations linéaires.
3-1 - Digitalisation du domaine d'intégration
4 - Cas des équations non linéaires.
4-1 - Linéarisation
4-2 - Méthode des inverses généralisées.
4-2-1 - Problème d'instabilité de la solution.
4-2-2 - Algorithme de "MARQUARDT"  ou (ridge regression).


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Ditulis oleh: younes younes - vendredi 14 septembre 2012

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