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Arthur de Pas Tél. 02 38 64 46 65 Port. 06 84 27 94 14 presse@brgm.fr

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L’objectif consiste à réaliser, pendant l’hiver austral 2014, une couverture héliportée complète de La Réunion en magnétisme et électromagnétisme haute résolution, similaire à celles réalisées à Mayotte en 2010 et en Martinique et Guadeloupe en 2013. Le traitement des données produit une imagerie de type « scanner » des 200 premiers mètres du sous-sol.

Projet de géophysique héliportée à la Réunion REUN_EM - REUNion Électro-Magnétisme

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1/ Le principe du projet

Le magnétismeLe magnétisme fournit principalement, depuis la surface jusqu’à plusieurs kilomètres de profondeur, une cartographie des grandes structures magnétiques, autrement dit l’agencement en profondeur des grandes formations volcaniques qui constituent l’île de La Réunion.Le magnétisme identifie la nature et la structure des roches en fonction de leurs concentrations en minéraux

magnétiques. En raison de sa faible sensibilité à l’altération des roches sous climat tropical ainsi qu’aux

activités anthropiques de surface, cette méthode est particulièrement puissante pour différencier les formations

géologiques. Sa profondeur d’investigation va du proche sous-sol à plusieurs kilomètres de profondeur.

L’amélioration significative de la localisation des structures (failles, zones hydrothermalisées…) et de leur

extension permet de préciser les potentialités d’existence de champs géothermaux et les risques liés aux

structures tectoniques.

L’électromagnétismeL’électromagnétisme constitue un formidable outil de reconnaissance du sous-sol livrant sur une « tranche » de 0-200 m de profondeur environ, une information homogène, disponible en 3D sur l’ensemble de l’île.L’électromagnétisme restitue à distance -sans contact- la répartition des contrastes de résistivité du sous-sol

jusqu’à 200 m de profondeur. La résistivité est un paramètre efficace pour imager en 3D l’espace souterrain,

dont les variations de résistivité sont principalement influencées par : la nature différente des roches, la

présence d’argiles, la présence de fluides et la salinité de ces fluides

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Le BRGM a acquis l’expérience des levés géophysiques aéroportés en Afrique (Namibie, Guinée, Côte d’Ivoire, Gabon, Mauritanie, Soudan), en France continentale (Bretagne, Centre, Aquitaine, Bourgogne), en Guyane puis très récemment à Mayotte, en Martinique et en Guadeloupe. Dans le contexte particulier de La Réunion (contexte insulaire,formations volcaniques, besoins en matériaux, en eau, présencede nombreux risques…), ces levers permettent une investigationglobale. Pour ses opérations aéroportées, le BRGM choisit, après appel d’offre, des opérateurs à la pointe des différentes méthodes, ce qui permet d’adapter les choix et de bénéficierdes dernières avancées technologiques.

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Le dispositif en cours de relevés avec l’hélicoptère.© BRGM - J. -C. AUDRU

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2/ Avantages de la technique aéroportée

Dans leur ensemble, ces données ont des applications directes, notamment pour :• cartographier les matériaux à l’échelle de l’île : imagerie des secteurs de roches

dures en surface et en profondeur, mais aussi identification des épaisseurs de formations meubles d’altération (argiles) qui entravent l’accès aux gisements et qui dans certains cas peuvent aussi être utilisables,

• orienter la prospection de nouvelles ressources en eaux souterraines : imagerieglobale de la géométrie des roches aquifères, de l’intrusion saline, etc.,

• contribuer à la prévention des risques naturels : imagerie des zones argileuses, des glissements potentiels, amélioration de la connaissance des grands glissements de terrain (Grand-Ilet, Hell-Bourg…),

• améliorer la connaissance pour l’évaluation du potentiel géothermique de La Réunion (hors cœur du Parc National),

• fournir une imagerie géophysique 3D moderne utile à tous les acteurs du sol et du sous-sol, en particulier pour améliorer la connaissance de la géologie et pour mettre à jour la carte géologique de La Réunion.

Le levé contournera les zones urbaines denses dont le survol à basse altitude est interdit pour des raisons de sécurité et inutile car les signaux géophysiques sont perturbés par les installations au sol. La méthode magnétique est passive, elle enregistre le magnétisme naturel des roches ; la méthode électromagnétique est active, c’est-à-dire qu’elle transmet dans le sous-sol un champ magnétique modulé dont elle va « écouter » l’interaction avec le milieu rocheux. Ces méthodes ne sont pas nocives pour l’homme ou le bétail, les niveaux de champ émis, comparables à ceux d’un appareil électrique de 100W alimenté par câble, étant largement sous les seuils d’émission définis par la réglementation.

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La prospection héliportée :• est adaptée aux milieux insulaires volcaniques et

montagneux (imagerie d’ensemble, non limitée par les accès, le foncier ou le couvert végétal),

• apporte une vision globale des objets (gisements de roches, aquifères, glissements, sols…) sans les contraintes et les limitations des prospections au sol,

• a un coût au kilomètre linéaire très faible en raison d’une grande efficacité de réalisation,

• fournit des résultats facilement intégrables aux documents de planification territoriale de La Réunion.

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3/ Caractéristiques du levé

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L’espacement entre les lignes de vol et la hauteur de survol sont déterminantes pour la résolution du levé. Environ 10500 km de lignes de vol sont prévues ; un espacement de 400 m entre les lignes de vol est réalisé avec un resserrement du maillage sur des zones d’intérêt particulier.L’utilisation d’un hélicoptère permet de s’accommoder des conditions montagneuses rencontrées à La Réunion, en conservant une distance instrumentation/sol faible (de l’ordre de 50 m).Les vols obéissent à des règles particulières de travail aérien à basse altitude, ils sont réalisés conformément aux instructions de la Direction Générale de l’Aviation Civile.

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Le dispositif d’émission en cours de décollage avec l’hélicoptère à Mayotte.© BRGM

Plan de vol du lever géophysique héliportée couvrant l’ensemble de l’île de la Réunion à l’exception des zonesurbaines (en vert foncé : levers croisés N-S et E-W, en vert clair : lignes de vol N-S, en violet : lignes de volsNW-SE et NE-SW).© BRGM

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>>> 3/ Caractéristiques du levé suite

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La sélection des moyens héliportés mis en œuvre a fait l’objet d’un appel d’offre international. L’offre de la société danoise SkyTEM (skytem.com) qui elle-même va travailler avec les hélicoptères Helilagon, a été retenue notamment pour le dispositif de mesure géophysique innovant utilisé. SkyTEM est une société experte dans les méthodes électromagnétiques et est intervenue avec succès pour différents projets internationaux.

Le projet REUN_EM d’un montant global d’environ 2,4 M€ est financé par les fonds européens FEDER, le BRGM, la Région Réunion et l’Etat. L’Université de La Réunion est partenaire scientifique du projet.

Le projet REUN_EM est porté par le BRGM ; il est coordonné par sa direction régionale à La Réunion et la supervision technique des levés sera assurée par les équipes de la Direction des Géoressources du BRGM, à Orléans.

Arrimage de l’antenne à l’hélicoptère.© BRGM

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4/ Quelques illustrations de levés aéroportés

Initialement utilisé pour la recherche minière, l’EM héliporté s’applique depuis une dizaine d’années à des programmes d’évaluation de la ressource en eau, parfois en routine, comme au Danemark. Le système EM développé par les danois (SkyTEM) est celui qui est utilisé en région Centre (2009, cofinancement BRGM, FEDER et Région), sur Mayotte en 2010 (financement services de l’État / Préfecture) et en Guadeloupe et Martinique en 2013. L’électromagnétisme permet en outre de déceler les paléo-vallées comblées par des coulées de laves massives qui forment des aquifères volcaniques pouvant assurer de bons débits d’exploitation. Cela permet également de s’affranchir du foncier qui est fréquemment bloquant pour la prospection.

La dégradation des aquifères par l’intrusion saline est un enjeu majeur en milieu insu-laire à forte pression anthropique. Dans la frange littorale, les pompages réalisés dans lesnappes d’eau souterraine créent un « appel » d’eau salée vers l’intérieur et vers la surface,aboutissant parfois à l’accroissement de la salinité et à l’arrivée d’eaux saumâtres dansles forages.

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Ressources en eaux souterraines

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Coupe issue du levé héliporté de Mayotte ; la colline en « rouge » a une hauteur de 200 m. Les résistivités imagées par l’électromagnétisme sont très sensibles à la teneur en sel de l’eau, ce qui permet d’avoir une imagerie directe du « biseau salé » (langue « bleue ») en zone côtière et à l’intérieur des terres. © BRGM

Coupes issues du levé héliporté de Mayotte : on observe clairement une coulée massive (à gauche, vue de face et à droite vue de profil) dans laquelle le forage productif a été implanté et réalisé.© BRGM

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>>> 4/ Quelques illustrations de levés aéroportées suite

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La géophysique traditionnelle livre une information discontinue et uniquement en zone accessible. La géophysique aéroportée permet d’accéder aux géométries des formations dans les 3 dimensions, en surface et en profondeur.

Classiquement, l’étude des zones de glissements potentiels s’effectue par profilagegéophysique au sol. La géophysique aéroportée, sans être tout à fait aussi détaillée, fournitune imagerie d’ensemble. Elle permet par ailleurs, une évaluation préventive du risquebeaucoup plus large que l’acquisition au sol, souvent diligentée sur une zone restreinteà risque avéré et connu.

Prévention des risques naturels

Carte issue d’un levé aéroporté en Région Centre : la distribution des résistivités dessine une série d’alignements (pointillés rouges), correspondant à la trace de faille cachées par le recouvrement argileux. Ces failles, anciennes, ne sont pas observables directement en surface.© BRGM

Coupe issue du levé héliporté de Mayotte : on observe un morne formé de roches dures (coulées de lave « rouges ») recouvertes d’argiles d’altération (« vert clair »), ce profil permet de délimiter deux versants potentiellement dangereux en glissements de terrain.© BRGM

Imagerie 3D issue d’un levé aéroporté dans les Alpes autrichiennes (réalisation du Service Géologique Autrichien): drapage de l’imagerie électromagnétique sur une topographie numérique (résistivité « bleue » à gauche, saturation en eau « turquoise » à droite) illustrant un glissement actif (©Supper et al., 2011).

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>>> 4/ Quelques illustrations de levés aéroportées suite

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Carte issue d’un levé héliporté dans les Alpes autrichiennes (par le Service Géologique Autrichien) : la résistivité, sensible aux variations de nature du sous-sol, permet de caractériser en carte, en coupe et en 3D la zone potentiellement dangereuse de glissement de terrain. ©Supper et al., 2008

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>>> 4/ Quelques illustrations de levés aéroportées suite

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L’électromagnétisme permet de différencier très clairement des matériaux mal-conso-lidés et les argiles en particulier, par contraste avec des roches indurées.

Par exemple, à Mayotte, les massifs de phonolite, roche très dure dans laquelle les carrières sont classiquement implantées, ont été très clairement identifiés par l’électro-magnétisme : la géométrie 3D de ces corps a pu être modélisée en détail depuis la surface (ou sous-recouvrement), jusqu’à plusieurs dizaines de mètres en profondeur, ce qui est une information primordiale pour les carriers

Ressources en matériaux

Croisement de profils pour l’évaluation des ressources ( = volumes) en roches dures.© BRGM

>>>Coupes issues du levé héliporté de Mayotte montrant des zones résistives « bleues » correspondant aux carrières actuelles de roches dures et aux zones en cours de prospection (zone d’étude). Les futures carrières sont déjà visibles (« bleu » en sous-sol).© BRGM

Carte issue du levé héliporté de Mayotte.La couleur correspond à la profondeur des massifs rocheux sous la surface : les roches affleurantes en surface apparaissent en « bleu », les plus enfouies en « rouge ».Cette cartographie permet de déceler les gisements de roches dures économiquement accessibles.© BRGM

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Les partenaires du projet

Projet cofinancé par le FEDER, fond européen de développement régional

Autres partenaires financiers

Partenaire scientifique

A propos du BRGM

Le BRGM, Bureau de recherches géologiques et minières, placé sous la tutelle duMinistère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche,du Ministère de l’Écologie, du Développement durable et de l’Énergie, et du Ministèrede l’Économie, du Redressement productif et Numérique est l’établissement publicde référence pour gérer les ressources et les risques du sol et du sous-sol. Il remplitcinq missions : recherche scientifique, appui aux politiques publiques, coopérationinternationale et aide au développement, prévention et sécurité minière et formationsupérieure, avec l’École nationale d’applications des géosciences (ENAG). C’est le servicegéologique national français www.brgm.fr

Le BRGM Réunion : http://www.brgm.fr/content/reunion

MINISTÈRE DE L’ÉDUCATION NATIONALE, DE L’ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR

ET DE LA RECHERCHE