Well seismic surveying and acoustic logging

Approaches that are typically applied in deep exploration geophysics, combining different seismic and logging methods, can be technically adapted for certain geotechnical or hydrogeological surveys or some site characterizations in the framework of seismic hazard studies. Currently it is entirely feasible to implement this type of geophysical surveying if the situation requires. After reviewing the current state of knowledge regarding borehole measurements of subsurface shear velocities applied to the geotechnical field, this book illustrates the feasibility of carrying out vertical seismic profiles (VSPs) and logs in this field. This approach also illustrates the value of combining velocity measurements of formations provided by borehole seismic tools (VSP) and acoustic (sonic) tools. An innovative example of the application of borehole seismic and logging methods is then presented in the case study of a relatively near-surface (from 20 to 130 m) karst carbonate aquifer. It shows how a multi-scale description of the reservoir can be carried out by integrating the information provided by different 3D-THR surface seismic methods, full waveform acoustic logging, VSP with hydrophones, borehole optical televiewer and flow measurements. In this book the authors provide readers with guidelines to carry out these operations, in terms of acquisitions as well as processing and interpretation. Thus, users will be able to draw inspiration to continue transferring petroleum techniques and other innovative methods for use in near-surface studies

Sismique en forage et diagraphies acoustiques

Des démarches classiquement appliquées en géophysiques d’exploration profonde, combinant différentes méthodes sismiques et diagraphiques, peuvent techniquement se décliner pour certaines reconnaissances géotechniques, hydrogéologiques ou des caractérisations de site dans le cadre d’études d’aléa sismique. Aujourd’hui la mise en œuvre de ce type de reconnaissances géophysiques est tout à fait réaliste, si les enjeux le nécessitent. Après un état de l’art concernant les mesures en forage des vitesses de cisaillement du sous-sol, appliquées au domaine géotechnique, cet ouvrage illustre la faisabilité de réaliser pour ce même domaine des profils sismiques verticaux (PSV) et des diagraphies. Cette démarche, illustre également l’intérêt de la combinaison des mesures de vitesse des formations fournies par les outils de sismique en forage (PSV) et les outils acoustiques (soniques). Un exemple innovant d’application des méthodes sismiques en forage et des diagraphies est présenté ensuite par l’étude d’un aquifère calcaire karstifié, relativement proche de la surface (de 20 à 130 m). On y montre comment une description multi échelle du réservoir peut être réalisée en intégrants les informations fournies par différentes méthodes sismiques de surface 3D-THR, diagraphies acoustiques en champs total, PSV avec hydrophones, imageries de paroi et mesures de débitmétrie. Dans cet ouvrage, les auteurs donnent également aux lecteurs des clefs pour mener à bien ces opérations, aussi bien vis-à-vis de leurs acquisitions, que de leurs traitements et interprétations. Ainsi, les utilisateurs pourront puiser l’inspiration de poursuivre la transposition de techniques pétrolières ou innovantes pour les études de la proche surface

Application des méthodes géophysiques pour le diagnostic de l’aléa cavités sur des ouvrages de grands linéaires, en contexte ferroviaire et hydraulique

Cet article traduit la volonté de deux maîtres d’ouvrages (ayant une compétence interne d’ingénierie conseils en géophysique), que sont SNCF Réseau et EDF, de mettre en commun leurs retours d’expériences pour améliorer la gestion des risques liés à l’aléa cavités souterraines sur des ouvrages de grands linéaires, en contexte ferroviaire ou hydraulique. Cette coopération a permis de valider plusieurs méthodes de diagnostic, par reconnaissance et auscultation, afin de détecter des cavités souterraines et de suivre leur évolution : dans deux contextes géologiques distincts (craie et marnes à gypse), les méthodes sismiques actives et passives basées sur les ondes de surface ont confirmé leurs performances théoriques, aussi bien pour des reconnaissances que de la surveillance en continu : (1) dans un contexte de cavités anthropiques dans la craie et hors nappe, les exemples présentés valident l’intérêt de certaines méthodes industrielles de reconnaissance (DCOS®, ParSeis®) et laissent espérer une industrialisation prochaine de plusieurs autres (SI active et passive), (2) dans le contexte de dissolution de gypse, ces mêmes méthodes utilisant le signal généré par les circulations ferroviaires se sont avérées très pertinentes pour assurer une surveillance en continu, via un monitoring 4D, du sol support de la plateforme ferroviaire. Le résultat de ce développement permettra de s’inscrire dans une démarche de maintenance prédictive vis-à-vis du risque fontis ; dans le contexte de dissolution de gypse, la mesure de déformation par fibre optique en place dans un remblai a démontré sa pertinence pour capter l’amorce de remontée d’un fontis, avant même l’apparition d’indice en surface. Enfin, il faut noter que les méthodes de reconnaissance et d’auscultation, présentées dans les deux premiers cas d’étude, pourraient favorablement être réalisées en utilisant une fibre optique comme celle exploitée dans le troisième cas d’étude, mais il faudrait un interrogateur optique différent de type DAS. Ceci est une perspective à laquelle s’intéressent les deux maîtres d’ouvrages

Quelle place pour l’imagerie sismique dans la caractérisation des failles en domaine intraplaque ?

Localisés à distance des grandes limites de plaques lithosphériques, les domaines intraplaques présentent de faibles vitesses de déformation géologique, se traduisant par des niveaux de sismicité faibles à modérés, avec des temps de retour longs entre deux séismes significatifs. Dans ces régions, les processus de surface sont plus rapides que les processus tectoniques et tendent à effacer les éventuelles traces de rupture laissées en surface par des séismes majeurs du passé. L’estimation de l’activité des failles dans de tels contextes nécessite la mise en œuvre d’une approche pluridisciplinaire combinant géophysique, géologie et paléosismologie. Nous présentons ici l’approche développée par EDF, dans le cadre de ses études d’aléa sismique, pour améliorer la connaissance des failles en France métropolitaine, en se focalisant sur l’utilisation de la sismique réflexion (imagerie) à différentes échelles. Les lignes sismiques de Haute Résolution (HR ; i.e. sismique profonde de type pétrolière) permettent d’estimer la localisation et la géométrie des failles en profondeur, ainsi que leur histoire cinématique. La sismique ultra haute résolution en ondes S (UHRS) donne quant à elle une information sur la localisation des failles en très proche surface et permet de localiser d’éventuelles tranchées paléosismologiques visant à analyser l’activité des failles

Dans la catégorie des méthodes de caractérisation des V S 30 et classes de sol, le gagnant est… : Principaux résultats du benchmark « InterPacific »

International audienceABSTRACT. The use of reliable characterization methods for site characterization (determination of soil classes, VS30, velocity profiles ...) is a major issue in many cases: application of EC8, site characterization... The methods conventionally used in geotechnics (cross-hole, down-hole) are expensive and need the drilling of boreholes. Other methods, based on the analysis of the dispersion of surface waves are non-invasive, but their processing requires a certain level of expertise and their use has long been criticized. To compare and analyze the differences between these different approaches, three sites benefited from several "invasive" and "non-invasive" measurements, processed by various teams within an international benchmark in a blind context ("InterPacific" project). The variability between results obtained with invasive methods is larger than what we expected initially. Conversely, even if they cannot reach the same vertical resolution, non-invasive methods have produced results much less scattered than what we expected. In terms of V S 30 determination, the resulting standard deviations are equivalent between invasive and non-invasive methods, or even lower for non-invasive methods.L'utilisation de méthodes de caractérisation fiables pour la caractérisation des sites (détermination des classes de sols, des V S 30, de profils de vitesse…) est un enjeu majeur dans de nombreux cas : application des EC8, caractérisation de sites… Les méthodes classiquement utilisées en géotechnique (cross-hole, down-hole) sont onéreuses et impliquent la réalisation de forage(s). D'autres méthodes, basées sur l'analyse de la dispersion des ondes de surfaces sont non-invasives, mais leur traitement demande un niveau certain d'expertise et leur emploi a longtemps été critiqué. Afin de comparer et d'analyser les écarts entre ces différentes approches, trois sites ont bénéficié de plusieurs mesures « invasives » et « non-invasives » traitées par plusieurs équipes internationales dans un contexte de benchmark en aveugle (projet « InterPacific »). La variabilité obtenue entre les résultats des méthodes invasives est plus grande que celle à laquelle nous nous attendions initialement. Inversement, et même si elles ne peuvent rivaliser en termes de résolution verticale, les méthodes non-invasives ont produit des résultats beaucoup moins dispersés que ce à quoi nous nous attentions. En termes de détermination du V S 30, les écarts-types obtenus sont équivalents entre méthodes invasives et non-invasives, voire inférieurs pour les méthodes non-invasives

New perspectives in studying active faults in metropolitan France: the “Active faults France” (FACT/ATS) research axis from the Resif-Epos consortium

International audienceMainland France is part of a plate interior with a strong structural heritage, undergoing a low rate of deformation, where destructive earthquakes can nevertheless occur. In this paper, we emphasize that the knowledge of active faults is still largely fragmentary, and that significant efforts are needed to generate robust data, in particular on the numerous faults, that still lack any study. This is the aim of the “Failles ACTives France” (FACT) axis launched in the framework of the Transverse Seismicity Action (ATS) of the Resif-Epos consortium. We present some recent investigations carried out along suspected active faults in mountainous areas, their forelands and remote lowlands, which implement new approaches and new tools, and allow characterizing their Quaternary activity