Une technique révolutionnaire d’imagerie sismique en temps réel

Une technique révolutionnaire d’imagerie sismique en temps réel

Les scientifiques ont développé avec succès une nouvelle méthode d’imagerie sismique qui permet d’obtenir des résultats en temps réel sans recourir à des procédures invasives.

La technique de télédétection développée par les chercheurs de l’ univesité du KAUST a passé avec succès sa phase de test, démontrant une maîtrise de l’imagerie sismique en temps réel des environnements souterrains. La nouvelle approche est nettement plus efficace et écologique que les stratégies précédemment utilisées car elle contourne le processus de forage long et destructeur pour l’environnement.

La nouvelle méthode utilise des sources sonores situées différemment pour imprégner le sol d’ondes acoustiques ; en mesurant en temps réel combien de temps il faut aux ondes pour retourner vers les récepteurs à la surface, les scientifiques sont en mesure de cartographier avec précision les environnements souterrains.

En examinant combien de temps il faut au signal pour traverser des zones spécifiques du sol, les chercheurs sont en mesure de déduire de sa dureté ou de sa porosité ce qu’est le matériau, ce qui leur permet également d’identifier des poches d’eau souterraine.

Gerard Schuster, géophysicien de KAUST, a déclaré : « Pour une expérience sismique conventionnelle, vous avez besoin de nombreuses vues angulaires différentes pour estimer avec précision les propriétés de chaque sous-structure, ce qui nécessite de nombreuses heures pour déployer et exciter les sources sismiques sur des centaines d’emplacements différents.

Schuster et son équipe ont consacré les deux dernières décennies à trouver une solution d’imagerie sismique efficace à ce problème géologique, en étudiant le comportement des modèles cycliques d’ondes acoustiques – en particulier la façon dont elles se retardent ou se chevauchent après avoir pénétré dans le matériau souterrain. Ces altérations sont connues sous le nom de différences de phase; ils peuvent être inversés par interférométrie sismique pour obtenir efficacement des informations structurelles à haute résolution sans avoir besoin d’une abondance de sources radio.

Schuster a expliqué : « Cette approche nécessite beaucoup moins d’efforts. Prendre les différences de temps entre les phases vous permet de répondre aux questions sur la dureté et la douceur de la géologie avec seulement quelques expériences au lieu de centaines.

Pour tester les performances de leur nouvelle technique d’imagerie sismique, les chercheurs ont réalisé une expérience contrôlée en accéléré, en préparant plusieurs sources et récepteurs audio sur une dune de sable dans le désert près du campus KAUST. Les chercheurs ont infusé la dune avec 12 tonnes d’eau sur plusieurs heures, prenant près de 100 mesures interférométriques à chaque emplacement de source ; ces données ont ensuite été transférées toutes les deux minutes dans des instantanés de l’écoulement de l’eau souterraine lors de son passage à travers les couches sous-structurales sous le sol.

« Nos simulations tridimensionnelles des expériences nous ont convaincus que ce que nous avons vu n’était pas une fausse lecture. L’impact initial de ces résultats peut être utile pour les ingénieurs environnementaux qui ont besoin d’une surveillance rapide et peu coûteuse du sous-sol, par exemple, une imagerie en temps réel des barrages qui fuient ou des levés sismiques martiens ou lunaires efficaces », a commenté Schuster.

Imene K