ENEREX propose, depuis 2021, de développer des outils de mesures, de traitements et d’interprétation de données magnétiques, souvent utilisées en géologie à l’échelle régionale pour caractériser les structures géologiques de premier ordre. Les récents développements technologiques, notamment celui des drones, permettent désormais d’envisager des acquisitions à plus haute résolution, afin de cartographier des objets géologiques de manière plus précise, ou de dimensions inférieures, c’est-à-dire à l’échelle des réservoirs géologiques.
Projet DONUTS dans le fossé Rhénan en France
Le projet DONUTS du Groupement d’intérêt scientifique Géodénergies a pour vocation de tester de nouvelles méthodes d’acquisitions, de traitement, et d’interprétation de données géophysiques pour les problématiques de géothermie profonde. Dans cette optique, une étude magnétique a été conduite pour démontrer l’intérêt de la magnétométrie vectorielle par drone pour les cas de géothermie en zones de failles profondes ; l’intérêt ayant déjà été prouvé au sein du laboratoire de l’IPGS pour l’archéologie, la géothermie en système volcanique, ou le génie civil (Gavazzi et al., 2019, Mercier de Lepinay, 2019).
Projet DONUTS dans le Fossé Rhénan
Une zone test a été définie en bordure du fossé Rhénan où des données régionales existes et où les lithologies du socle affleurent en bordure du fossé. Les acquisitions ont été réalisées à 50 m au-dessus du sol. Les profils qui ont été parcourus sont représentés en rouge dans la figure suivante, les zones non volées correspondent à des villages, l’autoroute qui traverse la zone et le parc naturel au nord-ouest. L’acquisition des données s’est répartie sur plusieurs jours et a résulté, après traitement, en cartes d’intensité magnétique (TMI, Total Magnetic Intensity en nT). L’expertise d’ENEREX en traitement de données permet d’appliquer différentes transformées au signal afin d’extraire des informations supplémentaires des données magnétiques. On obtient ainsi différentes cartes en plus de la TMI qui facilitent l’interprétation (carte de réduction au pôle (RTP), carte de dérivée verticale (VD)).
Les premières interprétations se font sur la TMI et la RTP (qui replace le maxima de l’anomalie au dessus de la source qui la génère). La Figure ci-contre présente ces dernières à différentes échelles de couleurs ainsi que les différentes interprétations réalisées (en bleu). On observe plusieurs linéaments (anomalies magnétiques) dont certains correspondent à des failles/limites géologiques connues et identifiées dans la littérature, notamment la faille bordière du fossé. Dans la partie Est, de nouveaux linéaments associés aux failles et aux changements de lithologies de socles dans le fossé sont observables.
Les secondes interprétations se font sur la VD (qui met en évidence les anomalies courtes longueur
d’onde). La Figure ci-contre présente des cartes de VD à différents degrés et avec différentes échelles de couleurs ainsi que les interprétations magnétiques réalisées (en violet). Dans la partie centrale, on observe surtout des signaux d’origine anthropique ainsi que des artefacts générés lors du calcul des cartes. Les interprétations géologiques plus fines sont réalisées dans les parties ouest des cartes, là où le socle affleure où en bordure de fossé où le socle est encore peu profond. Il est possible de mettre en évidence des limites principalement orientées N-S, NE-SO ou NO-E. Ces orientations sont associées au réseau de failles de second ordre et sont cohérentes avec celles connues dans la partie affleurante du socle.
Les résultats de cette acquisition sont superposés à un levé aéroporté plus classique effectué en hélicoptère à l’échelle régionale à une hauteur de 300 m (voir ci-contre). Les cartes obtenues avec les acquisitions en drone à 50 m donnent ainsi accès à de nouvelles informations, permettant de préciser avec plus de détails des limites visibles sur les cartes du levé régional ou bien de mettre en évidence des limites qui n’étaient pas visibles du tout auparavant. On note par exemple que la faille Rhénane, visible sur la carte du levé régional, semble se scinder en deux branches sur la carte obtenue avec les acquisitions en drone (1 sur la carte). On observe également que l’anomalie à la forme pseudo circulaire visible à l’est du forage MEI2 sur la carte du levé régional est mieux délimitée sur la carte obtenue avec les acquisitions en drone et forme ses linéaments NE-SO et NO-SE. On observe également des contacts lithologiques dans le socle à l’affleurement (2 sur la carte) qui est invisible sur la carte du levé régional, apparaît sur la carte obtenue avec les acquisitions en drone.
Ces nouveaux résultats ont été utilisé pour réaliser une comparaison du réseau de failles issue de l’interprétation sismique régionale (d’après les données du projet GeORG), des failles issues de la réinterprétation des lignes sismiques et des anomalies sur la RTP issues des données magnétiques acquises en drone (présente étude). Cette comparaison permet de mettre à jour le modèle géologique à l’échelle locale (voir ci-dessous).
Les résultats obtenus pendant le projet DONUTS ont permis de valider le potentiel d’une interprétation haute résolution des objets géologiques grâce aux acquisition en drone à 50 m dans un contexte d’exploration pour la géothermie profonde. Ces données offrent l’opportunité de préciser le modèle régional en apportant une nouvelle vision haute résolution de la zone de contact entre le socle affleurant et le fossé, et de travailler en lien étroit avec la réinterprétation des données sismiques historiques dans le secteur. Cette réinterprétation a permis une caractérisation plus précise du réseau de failles de la zone, qui est le vecteur principal des circulations naturelles de fluide chaud dans le fossé Rhénan et joue donc un rôle clé dans la caractérisation du potentiel d’une exploitation géothermique.
Retrouvez la version intégrale de cette étude dans notre article publié dans la revue scientifique Interpretation. Nous remercions nos partenaires dans le Groupement d’intérêt scientifique Géodénergies d’avoir fait confiance à ENEREX pour la réalisation de ce projet R&D.
Références citées :
– Gavazzi, B., Le Maire, P., de Lépinay, J. M., Calou, P., & Munschy, M. (2019). Fluxgate three-component magnetometers for cost-effective ground, UAV and airborne magnetic surveys for industrial and academic geoscience applications and comparison with current industrial standards through case studies. Geomechanics for Energy and the Environment, 20, 100117.
– Mercier de Lépinay, J. (2019). Acquisitions et interprétations magnétiques pour l’exploration géothermique en Guadeloupe, Petites Antilles (Doctoral dissertation, PhD thesis, Université de Strasbourg).