La prospection du gravier sur l‘eau 
Harissenbucht/Lac de Quatre-Cantons, Suisse

Au dessous du lac ”Lac de Quatre-Cantons” dans le ”Harissenbucht” s’étendent des gisements de sable et de gravier, recherchés pour leur exploitation. Pour délimiter la zone de contact entre ces dépôts et les couches sableuses/silteuses entourantes, des études géophysiques détaillées ont été réalisées. La profondeur de l’information nécessaire était de 55 mètres.

Fig.1:  Vue sur le Lac de Quatre-Cantons, prise de l’ouest du lac (ellipse: zone des études)

 
Nous avons exécuté les travaux suivants :
  • 95 sondages électriques verticaux (SEV)
  • Des mesures ”écho-sonde” pour déterminer la profondeur de l’eau au dessous de chaque point mesuré 
  • Un contrôle tachymétrique des appareils
Dans la partie du lac ”Harissenbucht” on s’attend à trouver des alluvions riches en graviers et en sables d’une épaisseur jusqu’à 60 mètres, qu’on appelle les dépôts des deltas. Elles sont surmontées par des couches sableuses/argileuses/silteuses, qui peuvent atteindre des épaisseurs jusqu’à 10 mètres. Les couches inférieures aux dépôts des deltas sont d’une composition silteuse/sableuse provenant d’un dépôt du lac, qui atteignent des épaisseurs de plus de 50 mètres. Dans certaines, en particulier dans les couches sableuses/silteuses à fine granulosité, on trouve des restes de plantes.

Les résultats du sondage-écho sont illustrés dans la figure 2. Pour l’interprétation des courbes du sondage électrique vertical, l’épaisseur de l’eau compte comme première couche dont les paramètres sont connus.

A condition que le lac reste relativement calme, les mesures tachymétriques donnent les positions des appareils sur l’eau avec une dérive de 2 mètres (la longueur totale est de 500 m).

Les résultats du sondage électrique vertical sont d’abord présentés en forme de pseudo-sections verticales (c’est à dire en coupes, qui montrent la répartition latérale et verticale de la résistivité électrique spécifique). Après l’interprétation, on les dessine en forme de coupes géologiques verticales (fig.3). 

Fig.2:  Profondeur de l’eau.

 
A l’aide des profils verticaux, tirés des carottages, le calibrage des SEV était effectué. Ainsi, à partir des pseudo-coupes verticales il était possible de modeler les coupes géologiques verticales.

Les dépôts du delta et du lac, distingués à l’aide des forages, ont été groupés suivant leur résistivité électrique de la manière suivante (la fig.3) :

  • gravier peu silteux (dépôt du delta): couche de gravier
  • gravier peu silteux avec – par endroit avec beaucoup de sable (dépôt du delta): couche de gravier/sable
  • sable jusqu’au sable peu silteux avec une fraction  de gravier très variée (dépôt du delta): couche de sable
  • couche sableuse/silteuse pour la plupart de tine granulosité avec des restes de plantes (un dépôt du delta): couche de silt
  • couches alternantes de sable silteux aux grains fins/sable, des silts et des argiles - en partie avec des restes de plantes (dépôt du lac): silt du lac
  • argile silteux jusqu’au silt argileux avec des entre-couches de sable, d’argile et en partie des restes de plantes: argiles du lac

Fig.3:  Les coupes verticales

 
Complémentaire aux coupes verticales, les courbes de niveau des couches suivantes ont été présentées dans des cartes topographiques (la figure 4 donne un exemple) :

1. couche de gravier (fig.4)
2. couche de gravier/sable

Fig.4:  L’épaisseur de la couche de gravier (vue du NO vers le SE)

 
Le résumé 

L’application des méthodes géoélectriques
A l’aide du sondage électrique vertical, la répartition de la résistivité électrique spécifique de chaque couche était évaluée au dessous de chaque point mesuré sur le lac. A partir de la résistivité électrique spécifique des différentes couches et tenant compte de la géologie locale, nous avons modelé des coupes géologiques verticales. Ces modèles donnaient la base des calcules pour déterminer l’épaisseur et ainsi le volume de chaque couche. 

Finalement il faut dire, que l’interprétation des données géophysiques dépend fortement de la précision des résultats des forages qui étaient à notre disposition. 
 

Le cubage
La distance de 25 mètres entre les points mesurés de l’SEV permettait une bonne corrélation entre les différentes couches de gravier. Tenant compte des couches peu épaisses d’argile/silt on évalue un réservoir de gravier et de gravier/sable d’environ 400 000 m³.
 


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