Transient ElectroMagnetic Airborne System

Résumé :

La reconnaissance des milieux superficiels est un élément déterminant de leur gestion et la composante géophysique de cette approche présente les caractéristiques remarquables de non altération de l’objet étudié, de rapidité, de représentativité de l’information acquise par la maîtrise qu’elle offre de l’échantillonnage spatial dont la finesse n’est a priori pas limitée. Le développement de la géophysique de subsurface est ainsi un élément clé d’une démarche rationnelle de connaissance et de gestion du milieu naturel et anthropisé pour de très nombreuses applications, aussi bien dans le domaine des ressources en eau que pour les problèmes d’aménagement (Génie Civil), d’évaluation des ressources minérales, ou le développement d’une agriculture de précision, la gestion du patrimoine archéologique enfouis, et plus généralement le suivi du comportement du milieu souterrain.

Cette démarche qui s’appuie sur des données satellites, des mesures aéroportées et des mesures au sol, souffre actuellement du faible développement des possibilités d’investigation aéroportées et c’est cette dimension innovante que les promoteurs du projet TEMas veulent développer. Les avions légers de faible coût d’exploitation sont en effet très peu utilisés alors que les progrès continus dans la miniaturisation des systèmes de mesure et dans l’efficacité et la rapidité des traitements les désignent comme les meilleurs outils en termes de rapports service/coût. Ils présentent en effet un coût bien moindre que l’hélicoptère et une autonomie beaucoup plus grande qui autorisent une utilisation dans des contextes géographiques bien plus nombreux et variés.

Les méthodes qui peuvent être mises en œuvre sont nombreuses et comprennent a priori la prospection magnétique, les méthodes électromagnétiques basse fréquences en domaine fréquentiel et en domaine temporel, les radars (scatteromètres et radiomètres), la prospection thermique par thermographie aéroportée (Infra-Rouge thermique), les radiomètres hyperspectraux en visible et Infra-Rouge proche et la spectromètrie gamma. Pour plusieurs de ces méthodes il existe sur le marché des appareils directement adaptables aux avions légers, mais ce n’est pas le cas pour les méthodes électromagnétiques en domaine temporel (acronymes anglais TDEM ou TEM) alors que cette technique de sondage et de cartographie de la résistivité électrique du sous-sol sur les 100 à 200 premiers mètres s’est révélée être l’outil le plus efficace et le plus puissant pour les prospections visant à évaluer les ressources en eaux souterraines quel que soit le type d’hydrosystème (alluviale, milieux arides, karst,…) et plus généralement l’imagerie des structures géologiques au travers de leur contraste de résistivité électrique. Les applications sont nombreuses que ce soit pour l’exploration minière, le stockage souterrain, l’aménagement du territoire et bien sûr l’hydrogéologie.

Le projet TEMas se décomposent de manière détaillé en 9 « workpackage », nécessitant des compétences scientifiques et techniques très spécifiques, incluant 1) la définition des spécifications du TDEM embarqué à l’aide des outils de modélisation numérique (WP1) , 2) la résolution du problème inverse permettant d’établir la distribution des paramètres physiques (résistivités électriques) à l’origine du signal mesuré (WP7), 3) la fabrication du prototype de TDEM (émetteur, récepteur, technique de positionnement relatif) (WP2, WP3, WP4, WP5), 4) l’intégration sur avion léger (WP6), 5) la validation et calibration sur site (WP8), ainsi que la gestion de projet (WP0). Etant donné l’absence de retour d’expérience sur ce type de projet innovant, ces échanges continus constituent la principale garantie de converger vers une solution technique fiabilisée. Pour cette raison, le planning associé à l’ensemble de ces tâches nécessite impérativement un recouvrement suffisant afin de permettre les échanges entre les différents partenaires.

Les partenaires associés au projet TEMas constituent des références dans leur domaine d’activité respectif : l’avionneur ActionAir pour l’intégration d’appareils géophysiques embarqués sur avion léger, l’UMR Sisyphe (CNRS, UPMC) en modélisation et prospection en géophysique appliquée, le BRGM pour l’acquisition et l’inversion de données géophysiques aéroportées, NERYS pour le positionnement et géoréférencement, ainsi que BRIGHTLOOP pour la fabrication des émetteurs de puissance sur mesure.

La croissance continuelle des besoins en eau et en ressources minérales (toujours plus rare et moins accessibles)  parallèlement à celle économique et humaines en particulier dans les pays émergents feront que des systèmes de type TEMas seront seuls susceptibles de répondre à ce besoin de « prospections » de grande précision, respectueuse de l’environnement à des coûts d’exploitation compatibles avec les contraintes budgétaires.

Contacts : Fayçal Rejiba (UMR 7619 METIS) - Cyril Schamper (UMR 7619 METIS) - Alain Tabbagh (UMR 7619 METIS)

Coordinateur général : Société AAE (Action Air Environnement)