Modélisation électrique et électromagnétique tri-dimensionnelle : caractérisation de la structure électrique de domaines géologiques et hydrogéologiques complexes

par Sophie Hautot

Thèse de doctorat en Sciences de la mer. Géosciences marines

Sous la direction de Pascal Tarits.

Soutenue en 1999

à Brest .

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Résumé

La caractérisation spatiale de systèmes hydrogéologiques par des méthodes géophysiques nécessite des outils de modélisation adaptés à la complexité géométrique et à l'échelle réduite des structures. Un algorithme d'inversion tridimensionnel (3-d) de données électromagnétiques a été développé. Son application à des données acquises en domaine de socle fissure (vallée de Ste Anne, Bretagne) et dans un bassin sédimentaire du Rift Est-Africain (Kenya) a permis d'obtenir une image 3-d de la structure électrique de ces systèmes. Une méthode différente d'imagerie est adaptée au cas extrême de complexité géologique et topographique du site de sur-fretes (alpes). L'interprétation de ces modèles est réalisée grâce à l'interprétation conjointe de données hydrogéochimiques et/ou géologiques. L'utilisation de méthodes électriques et électromagnétiques pour évaluer les propriétés hydrauliques d'un aquifère suscite également un grand intérêt. Nous utilisons deux approches pour tenter de caractériser les relations entre ces propriétés et les propriétés électriques de l'aquifère : la première est la méthode du potentiel spontané (ps). Son application aux sites de la vallée de ste Anne et de Sur-Frêtes met en évidence l'intérêt de cette méthode pour caractériser la capacité de recharge hydraulique, depuis la surface, de structures électriquement conductrices. La deuxième approche proposée est une étude numérique basée sur la modélisation de milieux hétérogènes saturés en eau. La simulation de sondages électriques et électromagnétiques à la surface du sol nous permet de calculer la conductivité électrique du milieu dans les conditions réelles de prospection géophysique. La variation de la conductivité électrique du milieu en fonction de ses paramètres électriques et hydrauliques et des différentes techniques de sondages nous permet de discuter la possibilité de déterminer les propriétés hydrauliques de ce milieu à partir de mesures électriques et électromagnétiques de surface.

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