Blouin, Martin (2015). Assimilation de données géophysiques pour la caractérisation hydrogéologique régionale: optimisation de la séquence. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 176 p.
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Résumé
Depuis plus d’une décennie, des groupes de chercheurs en hydrogéophysique comme
celui de la Commission Géologique du Canada ont alimenté l’intérêt pour l’utilisation de
la sismique réflexion de proche surface en développant des outils tractables comme
des sources vibrantes portables et des trains de géophones (landstreamer) à trois
composantes. Ces innovations technologiques, combinées à l’utilisation des ondes de
cisaillement pour l’imagerie à haute résolution de la stratigraphie des milieux
sédimentaires non-consolidés, ont rendus cette méthode géophysique plus versatile,
plus précise et surtout plus économique. En effet, la possibilité de couvrir en une
journée de grandes distances linéaires en fait un outil bien adapté pour la
caractérisation à l’échelle régionale. À partir de ces travaux et dans un contexte de
caractérisation hydrogéologique à l’échelle régionale dans les Basses-Terres du Saint-
Laurent, cette thèse propose des améliorations à la séquence de travail en assimilation
de données géophysiques. Ces avancées sont menées sur trois fronts : l’acquisition
des données, leur traitement et leur intégration pour la construction de modèles de la
sous surface. Tout d’abord, comme la configuration des levés de sismique réflexion de
proche surface nécessite un faible espacement entre les capteurs et les points de tirs,
une quantité importante d’information sous forme brute est reçue lors de l’acquisition.
Ainsi, il est difficile de procéder à un contrôle de qualité efficace (QC) et presque
impossible de fournir une interprétation du milieu investigué en temps réel. Afin de
régler ce problème, un algorithme de traitement de données « en direct » a donc été
développé. Ensuite, comme l’anisotropie sismique peut affecter le traitement des
données, ces paramètres ont été mesurés dans les argiles de la mer de Champlain. Un
profil sismique vertical à neuf composantes a identifié des écarts significatifs de la
vitesse des ondes sismiques en fonction de l’angle de propagation. Enfin, une
méthodologie a été mise de l’avant pour interpoler les interfaces stratigraphiques à
l’échelle régionale. L’approche développée tient compte de la résolution et de la fiabilité
des mesures disponibles, extrait l’information statistique des interprétations de sismique
réflexion et peut même servir comme outil de réinterprétation de ces dernières.
For more than a decade, research groups such as the Geological Survey of Canada
built the interest for near-surface reflection seismic by proposing small vibrating sources
and three components (3C) landstreamers. Developments in the instrumentation
combined with extensive use of shear-wave profiling to image stratigraphy of
unconsolidated environments at high resolution have made this geophysical method
more versatile, more accurate, increased cost effectiveness and allowed to cover
greater distance per day. With those major upgrades as a starting point and in a context
of regional aquifer characterization in the Saint-Laurent Lowlands, the present study
proposes a workflow to further enhance the assimilation of geophysical data. First, as
high resolution near surface surveys require small shot intervals and multiple channels
on three axis, a lot of the acquisition information is received under a raw format yielding
to unproductive quality control (QC). Hence, a tool was developed to process data “on
the fly” and allow adequate real-time QC and on-site decision making. The algorithm
was constructed in a Python environment and is accessible through a graphical user
interface where the user is prompted for geometry parameters inputs and desired
processing flow steps. Second, at the scale of seismic wavelengths, fine grain and
poorly consolidated sediments such as marine clay of the St-Lawrence Lowlands can
be viewed as a homogeneous medium presenting anisotropy. This section of the study
showed that such geological settings yield to significant seismic velocity variations with
angle of propagation that should not be ignore for normal move-out correction, migration
or time to depth conversion. Finally, accurate delineation of stratigraphic horizons is an
important task of any environmental or hydrogeological characterization study. A
methodology was put forward to help integrate geophysical measurements with
geological knowledge in the construction of stratigraphic maps. The approach accounts
for reliability and resolution of the measurements, extracts statistical information from
reflection seismic interpretations and can further serve as a tool for reinterpretation of
the seismic data.
Type de document: | Thèse Thèse |
---|---|
Directeur de mémoire/thèse: | Gloaguen, Erwan |
Co-directeurs de mémoire/thèse: | Bellefleur, Gilles |
Mots-clés libres: | sismique réflexion; aquifères régionaux; données géophysique; caractérisation hydrogéologique; anisotropie |
Centre: | Centre Eau Terre Environnement |
Date de dépôt: | 09 juin 2015 21:32 |
Dernière modification: | 26 nov. 2021 18:01 |
URI: | https://espace.inrs.ca/id/eprint/2667 |
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