Par :Par :Li Zhen Cheng (Université du Québec en AT)Li Zhen Cheng (Université du Québec en AT)

Michel Chouteau (École Polytechnique de Montréal)Michel Chouteau (École Polytechnique de Montréal)Jean Lemieux (FUGRO Airborne Surveys)Jean Lemieux (FUGRO Airborne Surveys)

Introduction aux méthodes Introduction aux méthodes électromagnétiques aéroportéesélectromagnétiques aéroportées

Québec Exploration 2005Québec Exploration 200521 novembre21 novembre

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UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEMUNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 22

Foisonnement de méthodes AEMFoisonnement de méthodes AEMSkytem

Megatem

Resolve

HeliGeotem

Vtem

Hoistem

Hawk

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 33

Classification des méthodes AEMClassification des méthodes AEM

MEGATEM TEMPEST

HAWKVTEM, AEROTEM, HOISTEM, HELIGEOTEM, SKYTEM, NEWTEM, JETEM,…

AFMAG (GEOTECH)

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 44

Principe d’induction EMPrincipe d’induction EM

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 55

Principe d’induction EMPrincipe d’induction EM

Rx

Rx

Tx

Tx

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 66

conducteur

Tx Rx

Principe d’induction EMPrincipe d’induction EM

I

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 77

Réponse conducteur limité FEMRéponse conducteur limité FEM

Signal secondaire/signal primaire enregistré à la bobine réceptrice Rx

Avec = paramètre de réponse (ou d’induction)

-g.( = partie en phase-g.( = partie en quadrature

conducteur

Tx Rx

2

2

02

1201

2

2

1

i

LM

MMP

S

RL /

1||02

1201

02

1201 kavecgk

kk

LM

MM

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 88

Réponse pour un conducteur simple: Réponse pour un conducteur simple: FEMFEM

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 99

Équivalent coplanaire horizontalÉquivalent coplanaire horizontal

sol

air

~

Couplage minimum

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 1010

Équivalent coaxial verticalÉquivalent coaxial vertical

sol

air

~

Couplage maximum

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 1111

Réponse FEM système héliportéRéponse FEM système héliporté

Réponses de diverses cibles conductrices à des configurations coplanaire horizontale & coaxiale verticale pour 3 fréquences (20 KHz, 2 KHz, 0.4 KHz). La plaque a une conductance de 10 S et la sphère une conductivité de 2.5 S/m.

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 1212

Réponse HéliFEM à un conducteur isoléRéponse HéliFEM à un conducteur isolé

P & Q (max) pour une système HéliFEM pour une plaque verticale conductrice semi-infinie en fonction de la conductance st et de la profondeur à l’arête supérieure. Configuration coaxiale verticale.

P=100

Q=100

tf =10000

H/L = 3.3

Donc: si f=4000 Hz,

t = 2.5 s; H = 30 m

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 1313

Principe TEMPrincipe TEM

Courant IChamp primaire

Courants de Foucoult

Champ secondaire

Traitement des données MegatemII : le MEGATEM 5

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 1414

Réponse conducteur limité TEMRéponse conducteur limité TEM

Signal primaire & signal secondaire enregistrés à la bobine réceptrice Rx

Si Rx mesurait le champ plutôt que la dérivée du champ,

conducteur

Tx Rx

I0u(-t)

)(0022 tIMP

R

LoùetI

L

MM tS

1

)(01201

2

I1

I0u(-t)

t

)(0022 tuIMP

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 1515

Réponse pour un conducteur simple: Réponse pour un conducteur simple: TEMTEM

champ B(t)

dérivée du champ dB(t)/dt

Mesurée au Rx

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 1616

Signal TxSignal Tx

VTEM

MEGATEM, THEMDemi-sinusoïde

Carrée avec rampe linéaire

CarréeNEWTEM

Triangulaire AEROTEM

Off-timeOn-time

Off-timeOn-time

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 1717

MESAMAX Ni deposit (AEROTEM)MESAMAX Ni deposit (AEROTEM)

http://www.aeroquestsurveys.com

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 1818

Limites résistive et inductiveLimites résistive et inductive

Réponse d’un conducteur dans un champ EM alternatif ( = 2f)

gL

P

S

2

2

R

Lig

R

P

S

2

2

Limite inductive :

Limite résistive :

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 1919

Réponse d’un sol Réponse d’un sol homogène/stratifiéhomogène/stratifié

Courants de Foucault et effet de peau en FEM:Courants de Foucault et effet de peau en FEM:courants induits d’amplitude décroissante et de profondeur courants induits d’amplitude décroissante et de profondeur croissante avec fréquence fcroissante avec fréquence f↓↓

= (2/= (2/)) ½ ½

→ → amplitude croît et profondeur diminue avec amplitude croît et profondeur diminue avec ↑↑

Diffusion (« ronds de fumée ») en TEM:Diffusion (« ronds de fumée ») en TEM:courants induits d’amplitude décroissante et de profondeur courants induits d’amplitude décroissante et de profondeur croissante avec temps t croissante avec temps t ↑↑

Z = Z = (2t/(2t/)) ½ ½

→ → amplitude croît et profondeur diminue avec amplitude croît et profondeur diminue avec ↑↑

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 2020

Réponse d’un sol stratifiéRéponse d’un sol stratifié

Courants induits “piégés” dans un horizon conducteur

Courants induits diffusant rapidement à travers un horizon résistant

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 2121

Effet de la couche conductrice en Effet de la couche conductrice en HéliFEMHéliFEM

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 2222

Réponse MEGATEM avec mort-terrain Réponse MEGATEM avec mort-terrain conducteur & conducteurconducteur & conducteur

Réponse au-dessus du gisement d’Iso (90 Hz) Line 1005

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 2323

Ouverture (gamme de sensibilité) d’un Ouverture (gamme de sensibilité) d’un système EMsystème EM

Ouverture (t) en HeliFEM pour une plaque verticale

Ouverture (t) du MEGATEM

a) dbx/dt

b) bx

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 2424

Propriétés physiques: Propriétés physiques: conductivité/résistivité électriqueconductivité/résistivité électrique

La loi d’Ohm:

V = R.I

La résistance R dépend de la géométrie du matériau; pour une cylindre de section A et de longueur L,

= R.A/L

Où est la résistivité du matériau

batterieampèremètre

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 2525

(Palacky, 1987)

Conductivité des matériaux terrestresConductivité des matériaux terrestres

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 2626

Perméabilité magnétiquePerméabilité magnétique

HkB

)1(0 Où:

• 0, perméabilité mag. dans le vide

• k, susceptibilité mag. (en unités S.I.)

• B, induction magnétique (en Tesla)

• H, champ magnétique (en A/m)

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 2727

Effet de perméabilité magnétiqueEffet de perméabilité magnétique

En FEM, la perméabilité mag. Créé des anomalies en phase négatives à basse fréquence et positives à haute fréquence.

P<0 P>0

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 2828

Bter

BruitsBruits

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 2929

Traitement du signal ATEM (ex.: MEGATEM)

Données brutes Mouvement de l’oiseau

Enlever l’onde de référence

Atmosphériques

Filtrage passe-bande (optionnel)

Sommation(Stacking)

dB/dt B

Fenêtrage

Débruitagesur profils

Filtrage adaptatif réjection 60 HZ et harmoniques

(optionnel)

INTERPRÉTATIONFiltrage basse

fréquence

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 3030

Levé de Calabogie: composante XLevé de Calabogie: composante X

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 3131

Effet des atmosphériques en HéliFEMEffet des atmosphériques en HéliFEM

ligne volée à 2 moments différents: faible et haute activité en décharges atmosphériques

→ filtrage spécifique

UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM- - 3232

En résumé:En résumé:

Principe d’induction:Principe d’induction: réponse fonction de réponse fonction de la conductance,la conductance, de la profondeur,de la profondeur, de la géométrie du système utilisé,de la géométrie du système utilisé, du couplage,du couplage, et de la fréquence (FEM)/du temps (TEM). et de la fréquence (FEM)/du temps (TEM).

Opération/discrimination pour une gamme de Opération/discrimination pour une gamme de t (plaque).t (plaque).