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Cours - Geophysique : PROSPECTION ELECTRIQUE DE SURFACE

PROSPECTION ELECTRIQUE DE SURFACE
UNIVERSITÉ DE LAUSANNE 
INSTITUT FRANÇAIS DE PÉTROLE
Professeur D. Chapellier

Buts du cours :
Montrer les possibilités et l’utilité de la géophysique pour résoudre les problèmes qui
se posent en génie civil et en environnement.

Objectifs :
- Comprendre les relations entre les problèmes pratiques rencontrés et les phénomènes 
physiques mesurables associés.
- Connaître les techniques modernes de prospection et comprendre les principes qui 
animent ces techniques.
- Pouvoir analyser un problème et décider de la ou les meilleures techniques 
géophysiques à adopter
• Développer le sens critique pour juger des travaux accomplis.
• Pouvoir analyser et interpréter les résultats des levés effectués.

Qu’est-ce que la géophysique ?
L’ Institut de géophysique fait partie de l’Université de Lausanne, section Sciences de 
la Terre. Sous cet épithète sont regroupées:
- La minéralogie : étude des roches et des minéraux qui les composent
- La géologie: étude de la structure et de l’évolution de l’écorce terrestre
- La géophysique : étude du sous-sol par le truchement de ses propriétés physiques.
Le géologue, par exemple, utilise l’observation directe et visuelle, il examine les 
roches qui affleurent, prélève des échantillons, les étudie et en déduit l’architecture du soussol.
Le géophysicien lui aussi va essayer de déterminer l’architecture du sous-sol caché en 
mesurant certaines propriétés physiques à partir de la surface. Il existe de nombreuses 
méthodes géophysiques, chacune fournit des indications sur la nature du sous-sol par le biais 
de l’étude de la variation d’un paramètre physique. La géophysique est donc essentiellement la 
mesure de contrastes dans les propriétés physiques de matériaux constituant le sous-sol et la tentative de déduire la nature et la distribution de ces matériaux responsables de ces 
observations.

Table des matières

INTRODUCTION  
1.1 Buts du cours  
1.2 Objectifs  
1.3 Qu’est-ce que la géophysique ?  
1.4 Anomalie et choix des méthodes  
1.5 Les propriétés physiques des divers matériaux  
Chapitre 2  
2.1 Introduction 
2.2 La conductibilité électrique des roches  
2.2.1 La conductibilité solide 
2.2.2 La conductibilité liquide électrolytique: 
2.2.2.1  La qualité de l’électrolyte 
2.2.2.2  La salinité 
2.2.2.3 La température 
2.2.2.4 La quantité d’électrolyte 
b) La porosité efficace ou effective Øe 
2.3 La loi d’Archie 
2.3.1  Cas d’une roche saturée 
2.3.2 Influence de la température 
2.3.3  La saturation 
2.4 La perméabilité   

Chapitre 3  LES METHODES ELECTRIQUES PAR COURANT CONTINU   

3.1 Introduction 
3.1.1 Les filets de courant et les équipotentielles 
3.1.2 Potentiel et champ entre A et B 
3.1.2.1 Terrain homogène 
3.1.2.2 Répartition du potentiel - Principe de superposition 
3.1.2.3  Répartition du courant 
3.1.2.4 Principe de réciprocité 
3.1.2.5  Terrain hétérogène 
3.2 Les méthodes de prospection  
3.2.1 Les cartes de potentiel 
3.2.1.1 Hétérogénéité locales 
3.2.1.2 Hétérogénéités étendues - faille : 
3.2.1.3 Influence du relief : 
3.2.2   La mise à la masse. 

Chapitre 4 LES PROFILS ET LES CARTES DE RESISTIVITE  

4.1 Introduction 
4.2 Principe de mesure - Mise en oeuvre 
4.2.1 La source de courant: 
4.2.2 Les électrodes d’émission: 
4.2.3   Le circuit de courant 
4.2.4  Les électrodes de mesure de potentiel M et N 
4.3 Le calcul de la résistivité 
4.4 Les dispositifs utilisés  
4.4.1 Les dipôles ou pôle - pôle 
4.4.2 Les tripôles ou pôle - dipôle 
4.4.3 Les quadripôles 
4.4.4  Les multipôles 
4.4.5 Le traîné multiple58
4.4.6  Le dispositif rectangle60
4.4.7  Le dispositif carré60
4.5 Espacement des mesures 
4.6 La sensibilité des dispositifs. 
4.7 La représentation des résultats  
4.8 Effets des différentes structures 
4.8.1   Effet d’une conduite enterrée (Figure 4-35)64
4.8.2 Effet d’un contact vertical (Figure 4-36)64
4.8.3  Effet de couches minces (Figures 4-37, 4-38)64
4.8.4  Effet de couches minces (Figures 4-39, 4-40)64
4.9 Interprétation des profils de résistivité  
4.10 Les panneaux électriques  

Chapitre 5  LES SONDAGES ELECTRIQUES 

5.1 Introduction 
5.2 Les dispositifs 
5.3 La représentation des résultats  
5.4 Interprétation des sondages électriques  
5.4.1 Les paramètres géoélectriques 
5.4.2  Les différents types de sondages électriques. 
5.4.2.1 Milieu homogène et isotrope 
5.4.2.2   Milieu à deux couches 
Chapitre 6 LES SONDAGES A PLUSIEURS COUCHES 
6.1 Les sondages à trois couches  
6.2 Le principe d’équivalence 
6.3 Le principe de suppression 
6.4 Les sondages électriques isolés 
6.5 Etalonnage des sondages électriques  

Chapitre 7  LES DIFFERENTES ETAPES D’UNE PROSPECTION ELECTRIQUE  

7.1 Première phase: Sondages électriques paramétriques 
7.2 Deuxième phase: Les cartes de résistivités  
7.3 Troisième phase: Sondages électriques et pseudo-sections  
7.3.1   Les sondages électriques INTERPRETATIFS 
7.3.2 Les pseudos sections  
7.4 Quatrième phase: Interprétation, intégration des données, rapport et recommandations.  
Bibliographie :  

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Ditulis oleh: younes younes - dimanche 13 janvier 2013

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