Projet ANR-08-BLAN-0251 – TRANSEK : Seismo-electromagnetic conversions in porous media
Programme : Blanc (BLANC) 2008
Année de financement : 2008
Coordinateur du projet : CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ALSACE (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ALSACE)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Université de Pau et des Pays de l'Adour
Montant : 445842.0 euros
Date de début : 2009
Durée : 48 mois
Résumé : Les phénomènes sismo-électromagnétiques sont particulièrement intéressant pour l'hydrogéophysique car ils peuvent être utilisés potentiellement pour caractériser les fluides contenus dans les réservoirs de roches avec une résolution spatiale telle que la résolution des méthodes sismiques. En effet, avec la tomographie sismo-électrique, on espère combiner la sensibilité des propriétés électriques à la teneur en eau et à la perméabilité, à la haute résolution spatiale des profils sismiques, ce qu'on ne peut atteindre par d'autres méthodes géophysiques. Pour être capable de développer les capacités de cette méthode innovante, nous avons besoin d'une meilleure compréhension des processus physiques mis en œuvre et d'une quantification robuste des conversions entre energie sismique et energie électrique. De plus, pour interpréter correctement les observations, en particulier proche de la surface, il faut prendre en compte les effets de la teneur en eau, et la conductivité du milieu, et de celle de l'eau. Les phénomènes électrocinétiques sont créés à l'échelle microscopique lorsque l'electrolyte est en mouvement par rapport à la matrice (les grains de la roche). La propagation d'une onde sismique dans un milieu poreux saturé engendre des conversions d'energie sismique en energie électromagnétique, pouvant être observées à l'échelle macroscopique, grâce au couplage électrocinétique existant à l'échelle des pores. Le principal objectif de ce projet est d'effectuer des études détaillées de ces effets de couplage sismo-électrique, de manière expérimentale et théorique, de développer l'analyse des signaux observés, afin d'améliorer notre compréhension de ces phénomènes et d'estimer son utilisation potentiellle pour caractériser les contenus en fluide des milieux poreux. Nous proposons les actions suivantes : 1) développer une instrumentation spécifique pour être capable de mesurer la magnitude exacte des signaux : des préamplificateurs, non commercialisés actuellement, sont à développer. Après avoir testé différentes façons d'améliorer les rapport signal/bruit et l'impédance électrique, nous rendrons compte du développement le plus approprié pour la communauté géophysique. Ce développement est un point capital afin d'être capable de comparer l'amplitude exacte des conversions sismoélectrique, des observations de terrain et de laboratoire, et aux résultats décrits dans la littérature. 2) fournir une loi solide pour l'évolution du couplage sismo-électrique avec la teneur en eau, par des expériences de laboratoire, à la fois par des mesures « en continu », et des mesures de conversions sismo-électriques directement. A la lumière de ces deux approches, nous devrions pourvoir fournir une loi solide pour le couplage sismo-électrique. Trouver cette loi permettra de lever l'ambiguité actuelle sur ce sujet. Ceci est d'une importance capitale pour la modélisation et l'interprétation des observations de terrain qui concernent la surface, car généralement elle n'est pas complétement saturée. 3) améliorer le traitement du signal (multi-échelle), non seulement pour retirer le bruit anthropique, mais aussi pour enlever le signal co-sismique, lorsque l'on cherche à mettre en évidence une conversion liée à une interface. 4) utiliser une combinaison de méthodes géophysiques pour les études sismoélectriques de terrain en : - effectuant régulièrement des expériences sur deux sites, pour suivre l'évolution des ces couplages sismo-électriques, avec l'évolution de la conductivité du sol, celle de l'eau, la teneur en eau, et le niveau de la nappe phréatique, en étudiant à la fois la partie cosismique du signal sismo-électrique et la partie convertie à une interface. Ceci afin de mettre en avant les paramètres pertinents auxquels le couplage sismo-électrique est sensible, et de tester la théorie. - interprétant les observations effectuées sur les sites « La Soutte » et « Larreule » en utilisant la modélisation directe et l'inversion jointe avec la tomographie éle