Cours de Géologie :)

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Diagraphie électrostatique



La diagraphie est un enregistrement continu des variations d’un paramètre donné en fonction de la profondeur (Chapellier, 1987). Il existe des diagraphies instantanées (mesure de la poussée sur l’outil, vitesse d’avancement, poussée des fluides de forage, examen des « cuttings », examen qualitatif et quantitatif de la boue, indices de gaz ou d’huile,..) et différées (sonique, acoustiques, Gamma Ray…). Les diagraphies sont dites différées quand l’enregistrement des données est effectué lors de l’interruption temporaire ou définitive des opérations de forage.

  

Les étapes de la prospection pétrolière




L'exploration pétrolière commence par l'identification d'indices permettant de supposer où se trouve le pétrole et en quelle quantité. Géologue et géophysicien collaborent à cette enquête minutieuse à fort enjeu économique qui commence à la surface de la terre pour descendre vers le sous-sol.

  

La loi d'Archie


Cas d'une roche saturée

Dans le cas d'une roche saturée, « ARCHIE » a établi une relation expérimentale liant la résistivité de la roche à la porosité et à la résistivité de l'eau d'imbibition.



Avec : ρw = résistivité de l’eau d’imbibition ; Ø = porosité ; a = facteur qui dépend de la lithologie et qui varie entre 0.6 et 2 (a < 1 pour les roches à porosité intergranulaires et a > 1 pour les roches à porosité de fracture) ; m = facteur de cimentation (Il dépend de la forme des pores, de la compaction et varie entre 1,3 pour les sables non consolidés à 2,2 pour les calcaires cimentés).

  

La conductibilité électrique des roches


Dans un conducteur, le courant électrique peut s'écouler selon deux modes distincts:

1 La conductibilité solide

Le passage du courant se fait par déplacement d'électrons. On parle de conductibilité électronique ou métallique car c'est une conductibilité analogue à celle des métaux. Cette conductibilité solide n'est réellement importante que pour certains gisements minéraux tels que :

* certains sulfures (pyrite, galène)
* certains oxydes (magnétite , hématite)
* le graphite, l'or, l'argent, le platine, etc..

  

Prospection sismique


La prospection sismique est basée sur la propagation des ondes élastiques dans le sous-sol. Nous avons indiqué dans la section précédente que l’on s’intéressait essentiellement aux ondes de volume, à savoir les ondes de dilatation-compression (ondes P) et de cisaillement (ondes S).
Vous avez vu lors de notre sortie de terrain comment on met en oeuvre la prospection sismique. On provoque un impact avec une source (e.g. un fusil ou un coup de masse) et les ondes sismiques qui sont générées par la source se propagent dans le sous-sol. Lorsqu’elles arrivent sur un interface entre deux couches de vitesses différentes, une partie des ondes sont réfléchies vers la surface, l’autre partie étant transmise dans les couches plus profondes.
Les angles d’incidence, de réflexion et de transmission sont reliés par le paramàtre de rai, p, qui est constant pour chaque rayon

ou θi,r,t et Vi,r,t  sont les angles et les vitesses dans les milieux incident, réfléchi et réfracté.
Nous nous intéresserons ici dans un premier temps aux ondes réfléchies, puis aux ondes transmises.

  

Prospection éléctrique


Dispositif ABMN : trois mises en oeuvre
• Sondage électrique

- variation de ρ en fonction de la profondeur -----------> épaisseur des couches
- longueurs croissantes du dispositif ABMN
- structure tabulaire seulement --------------> pas de variations de la résistivité dans les directions horizontales

• Traîné de résistivité
- carte des résistivités électriques superficielles
- déplacement du dispositif ABMN (dimensions constantes)
                 Panneaux électriques :

• Diagraphie
- dispositif ABMN placé sur une sonde descendue dans un forage
- variation de la résistivité des terrains traversés par le forage, en fonction de la profondeur

Sondage électrique
Principaux dispositifs

Géométrie du quadripôle ABMN
symétriques (quatre électrodes alignées)


  

Sismique réflection et réfraction


La sismique est une technique de mesure indirecte qui consiste à enregistrer en surface des échos issus de la propagation dans le sous-sol d'une onde sismique provoquée. Ces échos sont générés par les hétérogénéités du sous-sol. Le passage par exemple d'une couche d'argile à une couche de sable dans une colonne sédimentaire va se traduire par la présence d'un réflecteur sur les enregistrements. Selon le mode de propagation de l'onde : réfléchie sur, ou transmise le long de cette interface, on parle de sismique réflexion ou de sismique réfraction (figure 1). 

  

Radar géologique


I - CONTEXTE GEOLOGIQUE.

Il y a dans la région grenobloise 120km de falaises calcaires pouvant atteindre 400m de haut. Parfois, il y a doublement de la falaise comme la falaise d’urgonien de la Dent de Crolles au-dessus du plateau des Petites Roches et au-dessous de ce plateau la falaise de tithonique. Et en dessous, il y a des habitations.

Risque = Probabilité de l’éboulement X vulnérabilité

La vulnérabilité permet de quantifier les dommages qu’un évènements peut causer aux biens ou aux personnes. Pour déterminer le risque, il est donc nécessaire de connaître l’aléa qui dépend l’état de fracturation de la roche de ces falaises. L’instabilité d’un ensemble dépend de deux types de facteurs : les facteurs intrinsèques (falaise, relief, nature des terrains, l’héritage tectonique…) et de facteurs aggravants (gel, précipitations…).

Une certaine connaissance peut être acquise par des mesures géophysiques. Ces mesures géophysiques permettent d’acquérir une certaine connaissance jusqu’à 30m de profondeur dans le calcaire, 10 à12m dans de l’argile.

Les mécanismes de la rupture ne sont pas bien connus car celle ci est brutale et imprévisible. Le recours est l’analyse a posteriori des typologies de rupture dans cette zone. Exemple des gorges de la Bourne dans le Vercors où la stratification horizontale est recoupée par des diaclases verticales ; l’ensemble assure le découpage de la roche qui peut être en surplomb au-dessus de la route.

Pour déterminer les zones à risques, une analyse des discontinuités : failles, fractures, joints est nécessaire, elle est limitée aux éléments visibles car les informations sur l’état de la roche en profondeur ne sont pas disponibles. Dans la région de Grenoble, une recherche des zones à risques a été faite en prenant des photos stéréoscopiques par hélicoptère afin de repérer les principales failles.

Des études sont en cours reposant sur l’analyse des cicatrices de ruptures. L’examen de la falaise après un éboulement montre que les joints rocheux qui ont entraîné l’éboulement par leur rupture ne représentaient plus qu’une faible part de la surface commune ( souvent moins de 5%). La mesure de la surface de joint rocheux restant est difficile, même avec un radar et elle nécessite un matériel ayant une résolution suffisante.