Géophysique appliquée pour tous. 1 , Méthodes électriques

Auteur(s) :

Florsch, Nicolas Découvrir l'auteur

Résumé

Guide de géophysique appliquée proposant de mettre au point des appareils de sondage électrique du proche sous-sol, d'un coût et d'un niveau technique abordables aux amateurs, et d'interpréter les données recueillies lors de prospections. ©Electre 2018

Autre(s) auteur(s)
- Muhlach, Frédéric
Éditeur(s)
- Iste éditions
Date
- 2018
Notes
- Bibliogr. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (196 p.) : illustrations en noir et en couleur ; 23 cm
Collections
- Système Terre-Environnement
Sujet(s)
ISBN
- 978-1-78405-417-5
Indice
- 624.2 Géologie de l'ingénieur, mécanique des sols, mécanique des roches, fondations
Quatrième de couverture
- Rendre le sol transparent. Tel est le programme de la géophysique appliquée, qui se propose de caractériser la géométrie du proche sous-sol. Car si nos yeux, si aptes à regarder les lointaines étoiles, sont incapables de traverser la surface du sol, les courants électriques parcourent facilement les matériaux terrestres.
  Cet ouvrage présente les méthodes électriques utilisées en géophysique appliquée. Ce sont d'une part les méthodes en courant continu, comme les sondages électriques, la cartographie électrique et la tomographie de résistivité, et d'autre part, les méthodes résultant des accumulations de charges électriques, comme la « polarisation spontanée » (PS) et la « polarisation provoquée » (PP).
  Avec quelques connaissances de base en électricité, le lecteur pourra construire des appareils de prospection, les mettre en oeuvre, et finaliser son étude par la phase d'interprétation conduisant aux informations géologiques structurelles ou hydrogéologiques. Les plus techniciens pourront aller jusqu'au système d'acquisition proposé autour d'un Arduino.
Tables des matières
- - Géophysique appliquée pour tous 1
  - méthodes électriques
  - Nicolas Florsch
  - Frédéric Muhlach
  - iSTE editions
  - Préface9
  - André Mariotti
  - Chapitre 1. Introduction et généralités13
  - 1.1. Introduction : pour qui est ce livre ?13
  - 1.1.1. Qu'est-ce que la géophysique appliquée (ou de subsurface) ?14
  - 1.1.2. L'esprit de ce livre : des méthodes abordables, sur les plans technique et financier16
  - 1.1.3. Un exemple pour commencer17
  - 1.1.4. Du traçage des cartes en isovaleurs20
  - 1.2. Méthode directe, méthode inverse20
  - 1.3. Echantillonner les grandeurs sur la surface du sol, et pour quelle résolution dans le sous-sol ?26
  - 1.3.1. Généralités sur les protocoles de mesure26
  - 1.3.2. La question de la maille de mesure28
  - 1.3.2.1. Premièrement : la méthode28
  - 1.3.2.2. Deuxièmement : la profondeur d'investigation et le volume représentatif « vus » par les dispositifs29
  - 1.3.2.3. Troisièmement : les longueurs d'onde ou tailles des anomalies attendues31
  - 1.3.2.4. Quatrièmement : recherche d'un compromis résolution-durée de prospection31
  - 1.3.3. La question du géoréférencement32
  - 1.3.4. Les modes cartographiques de prospection : point par point, walking ou drones32
  - 1.4. Adéquation des méthodes aux cibles36
  - Chapitre 2. Méthodes électriques à courants continus37
  - 2.1. De l'électricité utilisée en géophysique37
  - 2.1.1. Le courant dans les sols37
  - 2.1.2. La résistivité39
  - 2.1.3. Séparation des conductivités volumiques et de surface43
  - 2.2. Résistance de prise de terre44
  - 2.2.1. Première approche avec des électrodes hémisphériques44
  - 2.2.2. Électrodes réalistes : piquets métalliques46
  - 2.3. Le dispositif de base en prospection électrique47
  - 2.3.1. Étape 1 : quel est le potentiel à la distance (r) de l'électrode ?48
  - 2.3.2. Étape 2 : donner un peu plus de sens à l'électrode « ponctuelle »50
  - 2.3.3. Étape 3 : mettre en place toutes les électrodes, deux pour l'injection et deux pour la mesure52
  - 2.3.4. Étape 4 : se prémunir contre les intrus, la polarisation spontanée (PS) et les courants vagabonds basses fréquences57
  - 2.4. Dangers de la prospection électrique et règles de sécurité58
  - 2.5. Résistivité apparente60
  - 2.6. Les dispositifs en prospections électriques64
  - 2.6.1. Profondeur d'investigation et sensibilité68
  - 2.7. Le panneau électrique70
  - 2.7.1. Le panneau électrique et les séquences70
  - 2.7.2. Utilisation du logiciel RES2DMOD et RES2D1NV74
  - 2.8. La tomographie 3-D83
  - 2.9. La cartographie de résistivité électrique par courants continus85
  - 2.10. Le sondage électrique vertical (SEV ou sondage électrique tout simplement)86
  - 2.10.1. SEV et terrains tabulaires86
  - 2.10.1.1. Pourquoi travaille-t-on en logarithmes ?92
  - 2.10.2. Difficultés et pièges du sondage électrique94
  - 2.10.2.1. Comment éviter les pièges ?97
  - 2.10.3. Pratique du sondage électrique vertical98
  - 2.10.3.1. Choix du dispositif98
  - 2.10.3.2. Le sondage Schlumberger99
  - 2.11. La méthode du rectangle105
  - 2.12. La méthode de mise à la masse106
  - 2.13. Le suivi temporel en méthodes électriques110
  - 2.14. Note sur la mesure de résistance de prise de terre111
  - Chapitre 3. La méthode de polarisation spontanée (PS)113
  - 3.1. Principe de la PS113
  - 3.2. Origine des potentiels en PS115
  - 3.2.1. Les électrodes115
  - 3.2.1.1. Les électrodes impolarisables117
  - 3.2.2. Les sources de PS relevant de l'équation de Nemst118
  - 3.2.2.1. Le cas redox119
  - 3.2.2.2. Le cas diffusion119
  - 3.2.2.3. Le cas température120
  - 3.2.3. Les sources de PS relevant de l'équation de l'électrofiltration et application aux aquifères et aux pertes122
  - Chapitre 4. La méthode de polarisation provoquée (PP)129
  - 4.1. Principe de la PP129
  - 4.2. Les quatre modalités de mesure133
  - 4.2.1. La PP temporelle (PPT)133
  - 4.2.2. La PP fféquentielle (PPF)137
  - 4.2.3. La PP par la phase (PPP)139
  - 4.2.4. La PP spectrale (PPS)139
  - Chapitre 5. Instrumentation143
  - 5.1. Électrodes, bobines, câbles143
  - 5.2. Appareillage et procédures pour la polarisation spontanée (PS)144
  - 5.2.1. S'affranchir des parasites et faire une bonne mesure PS145
  - 5.2.2. Fluctuations de mesures145
  - 5.3. Appareillage et procédures pour les méthodes à courant continu146
  - 5.3.1. Adaptation d'impédance pour l'injection147
  - 5.3.2. Passer du continu à l'alternatif149
  - 5.3.2.1. Mesures avec du courant continu149
  - 5.3.2.2. Passage à l'alternatif150
  - 5.3.3. Injecteurs à courant alternatif152
  - 5.3.3.1. Systèmes populaires existants152
  - 5.3.3.2. Injecteur à courant régulé MINELEC1153
  - 5.3.3.3. Récepteur pour le MINELEC1158
  - 5.3.4. Injecteurs « haute tension »159
  - 5.3.4.1. Avec un onduleur du commerce160
  - 5.3.4.2. Un injecteur à courant régulé : le M1NELEC3160
  - 5.4. Appareillage pour la polarisation provoquée162
  - Chapitre 6. Un système d'acquisition dédié à la prospection électrique du sol163
  - 6.1. Présentation du projet open source163
  - 6.2. Étude préalable : analyse163
  - 6.3. Choix des composants164
  - 6.3.1. Le microcontrôleur164
  - 6.3.2. Les protocoles de communication du microcontrôleur167
  - 6.3.3. Le convertisseur analogique-numérique168
  - 6.3.4. De l'interface homme-machine à la sauvegarde des données170
  - 6.3.5. Le module RTC et sauvegarde des données171
  - 6.4. Schéma d'implantation des composants173
  - 6.4.1. Connexions173
  - 6.4.2. Nomenclature174
  - 6.5. Préparer la carte microSD174
  - 6.6. Déployer le programme sur le microcontrôleur176
  - 6.7. Le logiciel et ses menus181
  - 6.7.1. Étapes d'initialisation de l'appareil181
  - 6.7.2. Présentation des menus182
  - 6.8. Cas pratique d'utilisation de l'appareil183
  - 6.8.1. Étapes préalables de configuration183
  - 6.8.2. Acquisition des mesures184
  - 6.8.3. Fichier résultat186
  - Annexe189
  - Bibliographie193
  - Index195
Origine de la notice:
- Electre