Introduction aux méthodes électromagnétiques aéroportées

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1 Introduction aux méthodes électromagnétiques aéroportées
Par : Li Zhen Cheng (Université du Québec en AT) Michel Chouteau (École Polytechnique de Montréal) Jean Lemieux (FUGRO Airborne Surveys) Québec Exploration 2005 21 novembre ___________________________________________________________________ UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

2 Foisonnement de méthodes AEM
Skytem Megatem Vtem Resolve Hawk Hoistem HeliGeotem UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

3 Classification des méthodes AEM
AFMAG (GEOTECH) HAWK VTEM, AEROTEM, HOISTEM, HELIGEOTEM, SKYTEM, NEWTEM, JETEM,… MEGATEM TEMPEST UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

4 Principe d’induction EM
UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

5 Principe d’induction EM
Rx Tx UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

6 Principe d’induction EM
conducteur Tx Rx I UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

7 Réponse conducteur limité FEM
Signal secondaire/signal primaire enregistré à la bobine réceptrice Rx Avec a = paramètre de réponse (ou d’induction) -g.(a2/a2+1) = partie en phase -g.(a/a2+1) = partie en quadrature Tx Rx conducteur UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

8 Réponse pour un conducteur simple: FEM
UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

9 Équivalent coplanaire horizontal
sol Couplage minimum ~ UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

10 Équivalent coaxial vertical
air sol Couplage maximum ~ UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

11 Réponse 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

12 Réponse 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. Q=100 stf =10000 H/L = 3.3 Donc: si f=4000 Hz, st = 2.5 s; H = 30 m P=100 UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

13 Traitement des données MegatemII : le MEGATEM
Principe TEM Champ primaire Courant I Champ secondaire Courants de Foucoult UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM Traitement des données MegatemII : le MEGATEM 5

14 Réponse conducteur limité TEM
Tx Rx Signal primaire & signal secondaire enregistrés à la bobine réceptrice Rx Si Rx mesurait le champ plutôt que la dérivée du champ, I0u(-t) I1 conducteur I0u(-t) t UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

15 Réponse pour un conducteur simple: TEM
Mesurée au Rx champ B(t)  dérivée du champ dB(t)/dt UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

16 Signal Tx MEGATEM, THEM NEWTEM AEROTEM VTEM Demi-sinusoïde Carrée
On-time On-time Off-time Off-time MEGATEM, THEM Demi-sinusoïde NEWTEM Carrée AEROTEM Triangulaire VTEM Carrée avec rampe linéaire UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

17 MESAMAX Ni deposit (AEROTEM)
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18 Limites résistive et inductive
Limite inductive : Limite résistive : Réponse d’un conducteur dans un champ EM alternatif (w = 2pf) UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

19 Réponse d’un sol homogène/stratifié
Courants de Foucault et effet de peau en FEM: courants induits d’amplitude décroissante et de profondeur croissante avec fréquence f↓ = (2/wms) ½ → amplitude croît et profondeur diminue avec s↑ Diffusion (« ronds de fumée ») en TEM: courants induits d’amplitude décroissante et de profondeur croissante avec temps t ↑ Z = (2t/ms) ½ UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

20 Réponse 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

21 Effet de la couche conductrice en HéliFEM
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22 Réponse MEGATEM avec mort-terrain conducteur & conducteur
Réponse au-dessus du gisement d’Iso (90 Hz) Line 1005 UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

23 Ouverture (gamme de sensibilité) d’un système EM
a) dbx/dt b) bx Ouverture (st) en HeliFEM pour une plaque verticale Ouverture (st) du MEGATEM UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

24 Propriétés physiques: conductivité/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 = R.A/L Où r est la résistivité du matériau batterie ampèremètre UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

25 Conductivité des matériaux terrestres
(Palacky, 1987) UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

26 Perméabilité magnétique
Où: m0, 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

27 Effet 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

28 Bruits Bter UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

29 Filtrage adaptatif réjection Filtrage basse fréquence
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 Débruitage sur profils Filtrage adaptatif réjection 60 HZ et harmoniques INTERPRÉTATION Filtrage basse fréquence UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM

30 Levé de Calabogie: composante X
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31 Effet 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

32 En résumé: Principe d’induction: réponse fonction de la conductance,
de la profondeur, de la géométrie du système utilisé, du couplage, et de la fréquence (FEM)/du temps (TEM). Opération/discrimination pour une gamme de st (plaque). UNE CONTRIBUTION DU PROJET: VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE MEGATEM