Par : Li Zhen Cheng (Université du Québec en AT) Michel Chouteau (École Polytechnique de Montréal)

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

http://www.mdeie.gouv.qc.ca/

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

Foisonnement de méthodes AEMFoisonnement de méthodes AEMSkytem

Megatem

Resolve

HeliGeotem

Vtem

Hoistem

Hawk


Classification des méthodes AEMClassification des méthodes AEM

MEGATEM TEMPEST

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

AFMAG (GEOTECH)


Principe d’induction EMPrincipe d’induction EM



Rx

Rx

Tx

Tx


conducteur

Tx Rx


I


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


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


Équivalent coplanaire horizontalÉquivalent coplanaire horizontal

sol

air

~

Couplage minimum


Équivalent coaxial verticalÉquivalent coaxial vertical

sol

air

~

Couplage maximum


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.


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


Principe TEMPrincipe TEM

Courant IChamp primaire

Courants de Foucoult

Champ secondaire

Traitement des données MegatemII : le MEGATEM 5


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


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

champ B(t)

dérivée du champ dB(t)/dt

Mesurée au Rx


Signal TxSignal Tx

VTEM

MEGATEM, THEMDemi-sinusoïde

Carrée avec rampe linéaire

CarréeNEWTEM

Triangulaire AEROTEM

Off-timeOn-time

Off-timeOn-time


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

http://www.aeroquestsurveys.com


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 :


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 ↑↑


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


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


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

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


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


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


(Palacky, 1987)

Conductivité des matériaux terrestresConductivité des matériaux terrestres


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)


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


Bter

BruitsBruits


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


Levé de Calabogie: composante XLevé de Calabogie: composante X


Effet des atmosphériques en HéliFEMEffet des atmosphériques en HéliFEM

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

→ filtrage spécifique


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).

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Par : Li Zhen Cheng (Université du Québec en AT) Michel Chouteau (École Polytechnique de Montréal)