La sismique réfraction

Principe

  • Les différentes méthodes sismiques utilisent un choc (masse tombante, explosif, etc…) à la surface du sol pour générer différents types d’ondes et analyser leur progression, et donc leur vitesse, dans les différentes couches de terrain.
  • La sismique réfraction utilise des ondes de compression (ondes P), qui sont réfractées au toit des couches et permettent le calcul des vitesses sismiques de ces couches, ainsi que leur épaisseur.

Principe de fonctionnement de la sismique réfraction

Valeur mesurée

  • Les ondes compressionnelles (ou ondes P) étant les ondes les plus rapides elles sont facilement reconnaissables.

Résultats obtenus

  • Un sismogramme brut (ou film sismique), représentation du temps de trajet des ondes réfractées en fonction de la distance entre la source et les géophones. A partir du pointé des temps de trajet des ondes réfractées sur ce sismogramme, on établi les dromochroniques. Les droites associées au pointé permettent de déterminer les vitesses des ondes sismiques, ainsi que les épaisseurs, des terrains traversés.

Sismogramme brut, dromochronique, résultat (D’après Fauchard & Mériaux, 2004)

 

Matériel

  • On utilise un sismographe, ou sismomètre, des géophones (ou hydrophones dans le cas de mesures subaquatiques), reliés entre eux par un câble de transfert (flute sismique), une source (masse tombante, cartouche, explosif) reliée au sismographe par un cable ou un système radio pour le déclanchement de l’enregistrement. Des logiciels spécifiques permettent le traitement et la représentation des résultats.

Conditions d’utilisation

  • Pour être valide cette méthode impose une distribution verticale croissante des vitesses des ondes compressionnelles, c’est-à-dire qu’un terrain meuble doit être au-dessus d’un terrain massif. De plus les strates ne doivent pas être trop inclinées par rapport à la surface.
  • Enfin l’acquisition doit se dérouler dans un milieu avec le moins possible de bruits d’origine anthropique (circulation automobile, ferroviaire, travaux, etc…).

Avantage

  • Cette méthode, assez simple et rapide de mise en œuvre, elle permet des études de grandes surfaces et de profondeurs qui peuvent être importantes.

Domaines d’application

  • Hydrogéologie : recherche de failles, représentant des drains préférentiels pour la circulation des aquifères.
  • Géotechnique / génie civil / exploitation de carrières : reconnaissance de la compacité des massifs rocheux et calcul de la rippabilité de terrains.
 

A gauche : Matériels PASI (sismographe 16S-P, géophones, flutes sismiques, etc…), à droite sismographe, câble et géophones Terraloc Pro (GEOREVA)

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