Modélisation prospective
Qu'est-ce que la modélisation directe en géophysique ?
La modélisation directe est l'une des principales méthodes d'interprétation des données géophysiques. Elle consiste à synthétiser mathématiquement les données à partir d'un modèle physique ou mathématique, en définissant un ensemble de géométries et de propriétés physiques (telles que la densité, la susceptibilité magnétique, la conductivité et la vitesse sismique). Les données ainsi calculées peuvent être comparées aux données réelles. Pour que les deux ensembles de données soient similaires (correspondent), les géométries et les propriétés physiques du modèle direct sont ajustées. Ce processus peut être répété afin de reconstruire un modèle proche de la structure géologique réelle. La modélisation directe permet également de déterminer la taille et la contribution des structures géologiques dans les données géophysiques. Nos logiciels et codes modernes nous permettent de modéliser les données électromagnétiques, magnétiques, gravimétriques, de gradiométrie gravimétrique, magnétotelluriques et sismiques de temps de propagation des premières arrivées, dans les domaines fréquentiel et temporel. Pour les cas 3D, nous utilisons des maillages tétraédriques non structurés, qui présentent l'avantage de reproduire la topographie avec la résolution la plus fine possible. Voici quelques exemples concrets de nos services de modélisation géophysique :
P.S. Conformément à la politique relative aux données réelles, les informations chiffrées ont été supprimées.
Modélisation 2D et 3D de la gravité et du magnétisme
Les données gravimétriques et magnétiques mettent en évidence les variations de densité et de susceptibilité magnétique des structures géologiques. Par conséquent, la modélisation directe de ces données permet de mieux comprendre la relation entre elles et les variations des propriétés physiques. La taille, la profondeur et la densité (ou la susceptibilité magnétique) des hétérogénéités ont l'influence la plus marquée sur les données gravimétriques (ou magnétiques). La synthèse des réponses gravimétriques et magnétiques des différentes composantes géologiques permet d'évaluer l'ampleur et la nature de ces réponses.
Correction du terrain par gradiométrie gravimétrique à l'aide de la modélisation directe 3D
Les données de gradiométrie gravimétrique peuvent être fortement influencées par la topographie. Pour éliminer cet effet et ne conserver que les contributions des variations de densité du sous-sol, une correction de terrain peut être calculée et soustraite des données observées. Cette correction est généralement calculée à l'aide d'une technique basée sur la transformée de Fourier. Bien que ces approches puissent être efficaces, il est possible d'utiliser une modélisation directe 3D (à l'aide de maillages non structurés), qui intègre une topographie précise, afin de calculer la correction de terrain avec une plus grande exactitude. Les données corrigées par modélisation directe présentent une signature topographique résiduelle moins marquée que celles corrigées par la méthode basée sur la transformée de Fourier.
(Figure : SK, Canada)
Modélisation électromagnétique 3D
Les méthodes géophysiques électromagnétiques (EM) permettent de détecter les structures conductrices du sol. Dans la méthode EM à source contrôlée (CSEM), les sources et les récepteurs sont des boucles de fils. La méthode CSEM se divise en deux catégories : la méthode électromagnétique fréquentielle (FDEM) et la méthode électromagnétique temporelle (TDEM). Les méthodes EM sont utilisées pour une large gamme d'explorations du sous-sol. La profondeur d'investigation de la TDEM est supérieure à celle de la FDEM. Chaque système a ses propres applications. Sa sensibilité à différentes conductivités et sa profondeur d'investigation peuvent varier. Les réponses EM de différentes structures dans des contextes géologiques complexes peuvent être difficiles à interpréter. La modélisation directe permet de mieux comprendre ces réponses.
Modélisation de la réfraction sismique (temps de propagation de la première arrivée)
En utilisant les temps de propagation entre la source et le récepteur, on peut déterminer la profondeur des différentes limites géologiques et les propriétés élastiques des roches à partir de la différence de vitesse sismique et d'impédance acoustique des structures et des matériaux. L'une des principales applications de la réfraction sismique est la détermination de la profondeur du substratum rocheux. Cependant, l'exploration se heurte à de nombreux problèmes (tels que les couches cachées et les zones aveugles). La modélisation directe peut constituer une méthode appropriée pour étudier les effets des différentes épaisseurs et vitesses sismiques des couches géologiques sur les données de réfraction sismique.