[PDF] la tomographie sismique comme méthode de reconnaissance

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latomographiesismiquecommeméthode dereconnaissancedétaillée dusous-sol

PH.COTER.LAGABRIELLE

Résumé

troisimages

Abstract

the velocityvariation tomography. technique.

48REVUEFRANÇAISEDEGÉOTECHNIQUE

rencesismiqueentreforagesjouissent d'unecertainere d'unecentrale nucléaire etquelecomportementdusolaumoment rageetàmesurer,aumoyen degéophonesplacésdans la pagation desondesdecompressionetdecisaillement entre deur, reset, rages,mesurerlestemps depropagationdesondestout rages (fig.1 :tomographieenvitesse).Sionmesure aussilesamplitudesdessignauxreçus, onpeutcalculer nuationintrinsèquedans lemilieu,parexemplelefac teur loin,onobtientainsiunetomographie enfacteurdequa lité.

Aprèsun

aperçusurlestechniquesdetomographieen phiesismique dusous-soldesautrestypesdetomogra phie,puis des particulièrement delanotiondefacteurdequalitéetdu entend. ronsplus endétailuneautretomographie:latomogra phie principale, tion rés 2.20 2.50

SURFACE

2.80 Z(m)

SURFACE

Fig.1 -Principedelatomographieacoustiqueentre

forages. a)dispositifdemesure:

Zs:profondeurssuccessivesdelasource.

t:tempsdetrajetmesuré surunsignaltypique. mesuresartificielles surlemodèlededroite. b)

LESTECHNIQUESDETOMOGRAPHIE

quesetsignifiedescription oudessind'unecoupe.Ily adonc représenter uneimage. Ily aplusieursmanièresdeclasserlestomographies.La premièreconsisteàconsidérer letypedephénomène tainesimagessont obtenuesdemanièreanalogiqueet mained'application.

Lestomographies

detransmissionutilisentlesproprié tésd'interactionentre uneondeetlamatièreàtravers laquelleellese propage.L'ondeestgénéréeparune surun quelles semble tion sionutilisentles ondesélectromagnétiquesdansunlarge spectrede technique laplusconnueestcellequel'onappellecou rayonsXassistée parordinateur;c'estunetechnique unetomographiedetransmission. A xR z s a) R ,

E:Emetteur

R :Récepteurs

R

Fig.2 -Schémadeprinciped'unetomographie

detransmission. autourdel'objetàexplorer. d'unphéno partition l'intérieur del'objet.Demêmeonpeutenvisagerdere térieur gnétiquequ'ilproduit. Les séepourexplorerlesous-sol: 1.Les ondesutiliséessontmonochromatiques. touteslesdirections.

àconsidérer

quelesondessepropagentsuivantdesrais rectilignes. répartition etdesrécepteursonpeutalorsreconstituer cettetrans culantlatransformée deFourierinverse.Cetteopéra carlaformulation duproblèmeentermesdetransfor (HERMAN,

1980).

Lestroiscaractéristiquesci-dessus

sontmodifiées: 1.Les 49
plorer plet:les projection sontdoncdélicatesàutiliser. l'on

TOMOGRAPHIEENVETTOMOGRAPHIE

EN Q desondesmécaniquesV p (ondesdecompression)ou

équivalentesmaismoinsbien

connues.Larépartition sultats sured'amplitudes.

Généralitéssurlanotiondefacteur

dequalité zon définitions deQetnousnelesdiscuteronspasici.Nous férents santlanotiondefacteurdequalité. souslaforme: A (x)=A o exp{-exxJ x :distanceparcourue A o: amplitudeàl'origine. la fréquenceetnedépendpasdeA o tantquelesdéfor mationssontinférieuresà10- 6. (KJARTANSSON, plitude res. posant: ?rf Q.V f :fréquence

V :vitessedel'ondeconsidérée

Q :facteurdequalité(sansdimension)

50

V(m/s)

présent sionminimaletout enassurantlacausalité(fig.3). 2100
2000
(Hz) tance raissontcourbes, trique solumentconnaître lagéométriedesrais(donclarépar titiondesvitesses) pourlacalculer. -Ledeuxièmemécanismeestcelui delaréflexionou terfacesentremilieux d'impédancesacoustiquesdiffé rentes.Ceteffet,faible engénéral,parrapportauxdeux précédents,varieavecl'incidence del'ondesurl'inter face. contrastes (fig.4).

1900Amplitudes(%deAo)

Fig.3 -Enhaut:Dispersionnécessaireàlavitesse de l'ondeenfonctiondelafréquence, dansunmilieuatténuant

àQconstant,

afind'assurerlacausalité.

Enbas:Résultatdelapropagationcausale

d'uneimpulsion(Dirac

àlasource)

dansunmilieuatténuant

àQconstant.

L'originedestempsesttranslatée

dutemps detrajet

àlavitessederéférence.

*Expansiongéométriqueseule 1 11 *1 1* 1 1 1 1* 1 11 *1 i* * 1 1 --.1+ 1 1+*- 1

1+--1-

.f 1 1 TI1 1

302010

Z(m) t

15010050

o.Jl +coeff;cientsdetransm;ss;on. bienl'énergieélastiquetandis quelesfaiblesvaleursde avoirdesvaleursdeQsupérieuresà100.

Ladétermination

delarépartitiondeQpeutdoncper mettred'atteindre larépartitiondelafissurationouverte (voir parexemple:NEWMANetWORTHINGTON,

1982).

unmilieu riauest

àquantifierglobalementces

phénomènes. mesdoiventaussiêtrepris encomptepourexpliquer l'atténuation del'amplitude: rique,

Fig.4 -Influencesrelativesdesdifférentescauses

pour séparéesparuneinterfaceverticale.

Lasourceestsituée

à7mdeprofondeur.

Lesrécepteurs

sontsituésdansunforagedistant de

4mduforagesource.

Lestroiscourbesreprésentent

respectivement: del'expansion géométrique;idementenantcomptede l'expansiongéométrique etdel'atténuationanélastique; premièresalternances dusignal(fig.1).Ceciconduità desrésultatsinterprétablesmais dontlaqualitéestmoins tesse.Celaaplusieurscauses:

àmesurer

queletempsdetrajetcarlessourcessismi (elles -Deuxièmement,l'amplitude dépendnonseulement tion andSTACEY,1974:BLAIRandSPATHIS,1982) gie,renseignementsdivers...). res

Desalgorithmes

demêmetypeontpuêtreadaptésau lamêmefaçon(COTE,1984). 7 (dt 7 0 +CJraiQ

Applicationaucontrôledesinjections:

tomographiesenvariationsrelatives desvitesses. nitésimallelongdurai.7 0 estletempsdemontéeàla desinversionsenvitesse. p.. max dtmax

Fig.5 -Définitionpossiblede7

(GladwinandStacey,1974). enpuissancede lasource.

INVERSIONDESMESURESDETERRAIN

mierreçoit signalsurlequelest mesuréletempsdetrajetdel'onde decompression(t p) ainsiquel'amplitudecrête-crêtede lapremièrearrivée(A p) (fig.1).Leterrainestainsiqua drillé cessaires auxprogrammesd'inversion({t p} et{A p sent drescarréspondérés» :unmilieuinitialpréalablement pa p }.Lemilieu initialestalorsmodifié defaçonàfairecoïnciderau mieux{t p} et{t pa tes soittropponctuels.Nous avonsmontréquelatomo effets tomographieavant,ainsi qu'unetomographieaprèsl'in existantes,tandis queladeuxièmetomographiedécrit l'état apprécié parlacomparaisondesdeuximages.Iln'est partitions Si présentationspossibles ontsuffisammentdecaractéris tiques communes. tituées mographie envariationsrelativesdesvitesses.

Lasurface

verseuncertain nombredecesblocsdanschacundes quels

égaleà

Si.Lalongueurdutrajetdansleblocidurai

d'indicejest Xij. donnépeuts'écrire: t av =I:xav.sav j iiji

Aprèsl'injection,onademême:

t ap

I:xap.sap

j iiji tuerl'approximationsuivante:

Il-TIl+82Il-Il

terminerdesestimationsde unvecteurdonttouteslescomposantessontégalesà : 1 ~_J ~soi..J NjIj

Ij:longueurduraid'indicej.

Onminimisealorslaquantité

X ij av X ij 1

Onobtient:

Soitencore

TestlevecteurcolonnedeNcomposantes(N:

santes(P:nombredeblocs)etXestlamatriceN x P cequiconduità : t-1 =(XX+821)+ tive quel'onaccordeàSil'onchoisitun8 2 grand, fetsuniformes dansl'espace.Onpourraitd'ailleurschoi sir .>J-J-L.-<", v1./ D=5m IIl III 20

Résultats

Schémad'lnJectlon

Fig.6 -Tomographieenvariationsrelativesdevitesse(avant-aprèsinjection).

Lescourbesdeniveaux

àunevariationde

àdesvariationsnégativesde

Zone1:zoned'injectiondense;

Zone

1/:zoned'injectionmodérée;

Zone /II:pasd'injection.

Ailleurslesvariationsrelativesdevitesse

sontfaibles. vis-à-visducoulisutilisé. tatsfinaux peuventêtreexprimésentermesdevaria tionsrelatives devitesse.

Lafigure6estun

exemplederésultatobtenuàpartir

Estparisienne).

detempsdetrajets). possibled'enregistrerlessignauxquotesdbs_dbs33.pdfusesText_39

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