La détection de cavités et d’objets particuliers à l’aide d’une cartographie géoélectrique dipôle – dipôle (tomographie)

La méthode de la tomographie géoélectrique est basée sur la détermination de la répartition de la résistivité électrique spécifique apparente. Cette information permet de tirer des conclusions sur la situation géologique et géotechnique du sous-sol. À l’aide d’une paire d’électrodes AB on distribue un courant électrique dans le sol. La différence du champ potentiel résultante est mesurée avec deux autres électrodes MN. L’arrangement des électrodes dans l’ordre AB - MN en dipôles axiales avec des électrodes espacées de a s’appelle dipôle–dipôle. Cette méthode offre une très bonne résolution. La distance BM entre les électrodes voisines du courant (B) et du potentiel (M) est n*a, n étant un nombre entier. La mesure se rapporte respectivement sur le milieu de chaque arrangement. Les distances entre les électrodes et les paires d’électrodes sont à choisir suivant la profondeur de pénétration désirée. La profondeur de pénétration atteinte avec l’arrangement présenté dans la figure 1, se calcule de la façon suivante:

Les résolutions horizontale et verticale dépendent des distances entre les électrodes et entre les points mesurés. La répartition des points d’information pour une cartographie dipôle – dipôle avec n=8 niveaux jusqu’à 6 mètres de profondeur est représentée dans la figure 2. Dans cet exemple, la résolution verticale est d’environ 0,5 m, la résolution latérale d’environ 0,7 m. 
 
Fig.1:  Arrangement des électrodes pour les mesures dipôle–dipôle

Fig.2:  Exemple pour la répartition des points d’information d’une cartographie géoélectrique dipôle–dipôle (tomographie) avec 8 niveaux étudiés entre 1 m et 6 m de profondeur

 
Les valeurs mesurées sont présentées en forme de soi-disant pseudo-coupes géoélectriques verticales, montrant la répartition de la résistivité électrique spécifique apparente au sous-sol. Ces coupes constituent la base pour l’interprétation de la situation géologique au sous-sol. 

Fig.3:  Pseudo-coupe géoélectrique verticale

 
Dans notre exemple (fig. 3) les zones de résistivité élevée aux mètres 11 et 20 du profil indiquent des cavités ( par dissolution) exactement dans la zone d’un canal planifié. 

Fig.4:  Appareillage pour les mesures de la cartographie géoélectrique capacitive en dipôle-dipôle (tomographie)

 
Pour les études de haute résolution en 6 niveaux entre 0,5 m et au maximum 4 m de profondeur une nouvelle variante de la cartographie dipôle–dipôle s’impose: la géoélectrique capacitive.

Les électrodes de cette méthode non destructive sont montées sous forme de tapis et distribuent un courant alternatif dans le sol (fig. 4). Avec un arrangement de jusqu’à six tapis récepteurs branchés en série, on mesure le potentiel électrique résultant. L’arrangement entier est tiré avec une vitesse d’environ 1,5 km/h sur la trace étudiée, telle que les mesures soient espacées de 0,2 m. Il en résulte une résolution latérale de 0,2 m. La résolution verticale atteint environ 0,5 m.


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