Géophysique aéroportée

La géophysique aéroportée est une méthode d'acquisition de données géophysiques. Différents paramètres naturels des roches, tels que l’aimantation, la conductivité électrique, la densité, la radioactivité naturelle peuvent être mesurés. Les données que restitue cette méthode sont classiquement utilisées pour concevoir la cartographie de surface et/ou restituer une description en 3D du sous-sol dans la zone survolée.

Objectifs

La géophysique aéroportée constitue une information et un outil d’aide à la décision utile à la gestion raisonnée des ressources et à l’aménagement de l’espace souterrain. Elle constitue également un outil pour éclairer des questions scientifiques de la physique du globe telles que l’organisation des grands ensembles de la croûte terrestre (socles cristallins, massifs montagneux et bassins sédimentaires).

Mécanismes et caractéristiques

Les mesures sont classiquement réalisées à l’aide d’instruments géophysiques embarqués à bord d’un avion ou suspendus sous un hélicoptère. Quelles que soient les méthodes mises en œuvre, les levés se font toujours le long de lignes de vol parallèles et avec quelques lignes de contrôle perpendiculairement. L’espacement des lignes de vol dépend de la résolution attendue que l’on souhaite et donc de la taille des objets géologiques que l’on souhaite imager. L’enregistrement simultané de plusieurs paramètres géophysiques est généralement mise en œuvre, de manière à optimiser les coûts d’acquisition. Le plus souvent, l’avion ou l’hélicoptère évolue à basse altitude, typiquement entre 50 m et 120 m au dessus du sol, pour les levés dits « haute résolution », ce qui requiert des autorisations administratives et des consignes de sécurité très strictes. Plus lentement vole le porteur, plus précise est la donnée ; classiquement le survol est réalisé à une vitesse de l’ordre de 200 km/h en avion et 80 km/h en hélicoptère. Les données acquises sont positionnées à l’aide de récepteurs GPS, à la précision de quelques mètres.

Méthodes et mises en œuvre

les principales méthodes géophysiques mises en œuvre en "aéroporté"
Méthodes	Fonctionnement	caractéristiques de la méthode	Profondeur d'investigation
Le magnétisme	mesure l’effet en surface des propriétés d’aimantation des roches ; il renseigne sur la nature et la structure des formations géologiques jusqu’à de grandes profondeurs	non altérée par la végétation et peu perturbée par les installations anthropiques de surface	pluri-kilométrique
La radiométrie spectrale (ou spectrométrie gamma)	enregistre le rayonnement gamma qui émane des premiers centimètres du sol. Cette méthode permet de discriminer la présence de différents types de roches caractérisées par des teneurs ou des proportions variables de radio-éléments. Cette méthode restitue des teneurs au sol en 3 éléments : le potassium (K), le thorium (Th) et l’uranium (U). L’embarquement d’un capteur gamma-spectrométrique contraint à un survol avec une garde au sol de 150 mètres au plus.	faiblement altérée par le couvert végétal	quelques décimètres
La gravimétrie	réalise la cartographie des variations du champ de pesanteur terrestre, en réponse aux variations de densités du sous-sol	non altérée, ni par le couvert végétal ni par l’activité anthropique mais qui nécessite la compensation des accélérations parasites du porteur, par positionnement GPS tridimensionnel et/ou à l’aide d’une plateforme inertielle.	pluri-kilométrique
L’électromagnétisme	renseigne sur les propriétés électriques et magnétiques du milieu souterrain en particulier la conductivité et pour certains systèmes, la susceptibilité magnétique et la permittivité diélectrique	insensible au couvert végétal mais sensible aux installations anthropiques de surface (voies ferrées, lignes électriques, toitures métallique, etc.)	depuis quelques mètres jusqu’à 200 mètres de profondeur environ

Histoire

• Législation

En France, les déclarations de fouille et de levés géophysique sont régies par le Code Minier^[1].

• Chronologie

Les premiers levés de géophysique aéroportée en France sont entrepris dans la première moitié du 20^e siècle. Ils concernent pendant quelques dizaines d’années essentiellement des études de reconnaissance minière ou pétrolière. À partir des années 1970 ces méthodes se répandent peu à peu pour des études scientifiques a finalité de connaissance géologiques. Depuis les années 1990, les utilisations de la géophysique aéroportée se diversifient, avec des applications environnementales (par ex mesure du fond radiologique naturel ou anthropique), en hydrogéologie, pour le risque, les ressources en matériaux, ou l’aménagement.

Les 5 avantages

les intérêts majeurs de la géophysique aéroportée en tant que moyen d’imagerie de la sphère géo-environnementale
1	2	3	4	5
la couverture continue, homogène et rapide d’un territoire	la variété des paramètres physico-chimiques qui peuvent être mesurés	la capacité à investiguer depuis la surface, dans les premiers centimètres et jusqu’à l’échelle de la croûte terrestre en fonction des méthodes mises en œuvre	la mise en œuvre à distance, non-invasive, sans perturbation pour l’environnement	la possibilité d’accéder simplement à des zones d’accès sensible (urbanisées, protégées, etc.) ou d’accès difficile (forêts, déserts, etc.)

Exemples

Le 1^er levé aéro-géophysique recensé en France date de 1955 ; il s’agit d’un lever magnétique de reconnaissance, à finalité minière, réalisé à une altitude de 600 m au dessus de la Lorraine par la CGG.

Entre 1964 et 1965, financé par le CNRS et réalisé par la CGG sous la supervision de l’Institut de physique du globe de Paris (IPGP), a été réalisé un lever aéromagnétique général du territoire métropolitain. Volé à 3 000 m d’altitude (5000 au dessus des Alpes), avec un espacement entre lignes de 10 km, ce lever permet de dresser les grandes lignes de la carte magnétique de la France. On y visualise, pour la 1^re fois dans son ensemble, l’Anomalie magnétique du bassin de Paris (AMBP), la plus intense et étendue en France, qui a ensuite suscité de nombreuses investigations, et dont la source reste aujourd’hui encore inconnue.

La Guyane figure parmi les zones du territoire français les mieux étudiées en géophysique aéroportée. Pour le compte du Ministère de l’industrie et sous la supervision du BRGM, elle a fait l’objet :

• en 1974-75, d’un premier levé aéromagnétique réalisé par la CGG sur les 2/3 sud de sa superficie
• en 1996, d’un levé haute résolution en magnétisme et spectrométrie gamma, par CGG, sur les 2/3 nord de ce territoire

Cette dernière acquisition est, en France, la première d’une série d’acquisitions régionales de haute résolution en magnétisme et spectrométrie gamma, supervisées par le BRGM :

• en 1998, lever du Massif Armoricain, par Sander Geophysics, pour le compte du Ministère de l’économie et des finances
• en 2008, lever autour de Perpignan, par le GTK-BGS, pour le compte et sous la supervision du BRGM
• en 2009, lever de la région Centre, par Terraquest, pour le compte de la région et sous la supervision du BRGM

• en 2010, lever en Pays de la Loire et nord-Aquitaine, par Terraquest, pour le compte et sous la supervision du BRGM

Liens

• Géophysique aéroportée

Notes et références

1. ↑ Extrait du code minier français, version consolidée de mai 2008, [1]