Modellisation digitale 4D Aquares
Pour beaucoup des projets industriaux
concernant l'exploitation minière, projets de dragage et construction
marine, l'applications de la méthode geofisique Aquares parvient à
ouvrir des nouvelles frontières dans la façon de concevoir, préparer et
réaliser ces projets sur base des modèles géoélectriques 3D
géoréférenciés. Le modèle géoélectrique 3D est utilisé
comme la base d'information du modèle digital intégral du terrain ce
qui est la fondation sur laquelle les projets sont conçus, préparés,
mis en appel d'offres et réalisés. Plusieurs examples ci-bas montrent
les avantages de cette nouvelle manière de travailler. Voici une
vue générale de la position des projets les plus importants des levés Aquares réalisés.
Exploration de sable
Papouasie Nouvelle-Guinée
Deux sociétés multinationales de
construction marine, intéressées dans la construction d'une usine
aluminium et un central hydro-électrique dans un marais sur un île près
de Papouasie Nouvelle- Guinée ont décidé de réaliser une investigation
géologique autour de l'île enfin de trouver le sable nécessair pour
remblayer le marais. Plusieurs levés géofisiques et géotechniques ont
été réalisés y compris sismique de réflection, sonar à balayage
latéral, bathymétrie multifaisceaux, 77 vibrocores et 116 forages. La
position des vibrocores et forages a été choisie à l'hazard parce que
la qualité des données géofisiques ne permettait pas de se baser sur
les résultats géofisiques pour pouvoir choisir des positions de forages
bien justifiées.
Après deux ans d'exploration à une
valeur de
12 million de dollar, le
rapport final concluait qu'on n'avait pas trouver le sable nécessaire.
Ensuite les consultants ont décidé de réaliser un levé géoélectrique
Aquares dans l'espoir d'obtenir une meilleur compréhension de la
géologie à partir d'un model géoélectrique 3D du terrain. Après 10
jours de travail de terrain les résultats géoélectriques présentés dans
un modèle 3D ont marqués la position de plus que 200 million de m3 de
gisements de sable. En plus, les résultats Aquares ont montré que le
tracé prévu pour le canal d'accès passait à travers de plusieurs zones
rocheuses (voire figure). En modifiant la position du canal plus ou
moins 300 m vers l'orient, des frais important de dragage de roche ont
été évités.
L'économisation de frais sur base de l'information géoélectrique
Aquares a été estimée à plus que 1000 fois le coût du levé
géoélectrique Aquares.
Construction portuaire
Port de Limbe
A Limbe, Cameroun la décision a été
prise de construire un port pour le mantient des plateformes
pétrolières. En premier instance le port a été conçu et mis en offre
sans information géologique détaillée du site de construction. Une
société de construction marine intéressée dans ce projet et étant
conscient de l'importance de l'absence d'information géologique pour
l'estimation budgettaire, a décidé de réalisé un modèle 3D du terrain
basé sur un levé géoélectrique Aquares. Ainsi un modèle 3D de tout le
terrain a été réalisé incluant quelques forages positionnés sur base
des résultats géofisiques. La figure
montre quelques sections horizontales à -10, -12 et -16 m relatif au
niveau de référence et une section verticale qui montre les épaisseurs
des structures géologiques. Le terrain est formé d'une formation de
basalte dure couverte par une roche basaltique altérée et une couche de
sédiments fins et grenus, comme confirmé par les forages.
Sur base du modèle 3D, il était évident que les frais de dragage et la
construction du quai dans la conception originale seraient extrêmement
coûteux à cause de la position de la roche basaltique. Après quelques
calculs et plusieurs communications avec les consultants, on a
finalment décidé d'adapter la conception du port, profitant ainsi du
basalt pour positionner le quai et les sédiments et rocher altéré pour
aprofondir le port et le puit de maintenance des plateformes.
En adaptant la conception du port aux
conditions géologiques comme présentées dans le modèle digital 3D du
terrain, le client a réussi a économiser plus que 50% des frais de
dragage et de construction.
Port
de Buenaventura
Une société portuaire intéressée à
construire un nouveau port dans une mangrove à Buenaventura au
Colombie, a décidé de réaliser un modèle géoélectrique Aquares 3D du
terrain afin de pouvoir concevoir de manière rationale et économique la
position des quais, les bassins et d'autres infrastructures.

La
figure montre une coupe géoélectrique horizontale et verticale du site.
Les valeurs plus élevées de la résistivité (rouge - vert) correspondent
avec
un siltstone pendant que les valeurs plus basses (bleu) de la
résistivité correspondent avec des sédiments boueuses comme confirmé
par les forages. Sur base de cette information il a été possible de
calculer les volumes de sédiments et rocher à drager dans le basin au
nord du canal d'accès et de concevoir les quais au sud du canal d'accès
sur base des profondeurs exactes du niveaux du rocher.
Comme un point d'intéret additional,
la coupe horizontale ainsi que la coupe vertical montrent des valeurs
de la résistivité bien différentes pour le rocher dans la mangrove
(vert-jaune: 1.5-3.5 Ohmm) au sud du canal d'accès en comparaison avec
les valeurs plus élevées de la résistivité du rocher (rouge: >5
Ohmm) au nord du canal d'accès. De toute probabilité ce fénomène est
associé avec des basses valeurs du pH dans la mangrove causée par une
concentration élevée de sulphates générées par la décomposition de
tissu biologique des animaux marins que vivent dans la mangrove. Si on
ne prend pas des mesures adaptées pendant les opérations de dragage
dans la mangrove, le danger potential de acide de sulphate pourrait
évoluer à une menace réelle de la vie biologique marine dans la zone.
Il est évident que sans l'information
géoélectrique Aquares présentée dans un modèle 3D ce risque
potentiel de l'environnement de toute probabilité aurait été identifié
seulement pendant la réalisation des travaux de dragage et, par
conséquence, trop tard.
Port de
Eden
Le projet de développement du Port de
Eden est un projet de construction portuaire de $25 million conçu par
NSW Trade and Investments (Crown Lands) à la Nouvelle-Galles du Sud en
Australie, comprenant une extension des brises-lames existentes, des
quais et des dauphins d'amarrage, travaux de dragage et un atténuateur
des ondes flotant ou fixe. Au début le port a été conçu sur base d'un
program d'exploration incluant un levé sismique de réflection, de sonar
à balayage latéral, magnétometrie, 21 forages et 15 vibrocores.
Ensuite, Crown Lands a décidé de réaliser une investigation
additionelle incorporant toute information disponible dans un modèle 3D
du terrain basé sur les résultats géoélectriques d'un levé Aquares afin
de pouvoir réduir les risques géologiques spécifiques au projet.
La figure montre les résultats
présentés en 3D au moyen du logiciel Encom PA. On voit clairement
l'extension et les épaisseurs
des valeurs élevées de la résistivité de la roche et du gravier. Des
différences significatives ont été notées entre les résultats
géoélectriques et sismiques. L'emploi du modèle 3D integral du terrain
basé sur les résultats géoélectriques Aquares a permis au client
d'économiser jusqu'à 20% des frais de dragage et pilotage.
Tuyaux
marins
Une société de construction
contractée pour construire un central électrique sur la côte de Ghana,
devrait y incluir des tuyaux de aspiration y déversement de l'eau pour
le refroidissement du central. Les tunnels d'aspirations et déversement
devraient être forés horizontalement à un niveau de 10 m en bas du
niveau de référence à partir de la plage. Comme le forage des tunnels
se fait plus facilement dans le rocher pendant que la récupération des
équipement de forage se fait plus facilement dans les sédiments moux où
une drage de suction pourrait facilement découvrir les équipements, le
projet avait besoin de bonnes informations géologiques pour pouvoir
optimiser les tracés des tunnels. Comme l'information sismique et des
forages fournie par le client était largement insuffisente, la société
de construction commandait un levé géoélectrique Aquares afin d'obtenir
un modèle 3D géoréférencié du terrain.

Les
profils verticaux générés à travers du modèle 3D montrent clairement le
niveau du rocher (brun: valeurs élevées de la résistivité) couvert par
un rocher altéré (vert: valeurs intermédiaires de la résistivité) et
sédiments moux (bleu:basses valeurs de la résistivité). La section
horizontale à 2 m en bas du fond de la mer montre la position et
l'extension d'une palaeo-rivière sinueuse marquée par des sédiments de
basse valeur de la résistivité coupant les rochers durs et altérés.
En se basant sur cette qualité
d'information géofisique combinée avec quelques forages et d'autres
types d'information géotechniques dans un modèle intégré 3D
géoréférencié du terrain, il a été possible de optimiser les tracés des
tunnels en économisant des millions des dollars de coûts de forage et
dragage.
Exploitation minière alluvionnaire
Après plusieurs mois de productivité
limitée sur la rivière Tshikapa au Kasai Occidental, DRC Congo, une
société minière des diamants a compris d'avoir besoin d'un levé
géoélectrique Aquares afin de mettre en carte les gisements de graviers
diamantifères dans leur concession. Un modèle 3D complet de la rivière
a été réalisé dans une maille de 5x5 m2. Sur la coupe verticale les
basses valeurs de la résistivité correspondent avec des anciens
graviers riches en diamants

reposés sur un "bedrock" de
résistivité élevée et couvert d'un gravier récent et mobile de
résistivité élevée sur le lit de la rivière.
En concentrant les opérations de
dragage sur les structures plus intéressantes comme montrées dans le
modèle géoélectrique 3D, la productivité du projet minier a été
améliorée significativement.
Dragage
Après une étude détaillée de terrain
comprenant un nombre de levés géofisiques classiques et une
campagne de forages, ACP (Autoridad del Canal
de Panama)a mise en offre un projet de dragage dans le canal d'accès
vers les écluses de Miraflores. Un group de sociétés de dragage
intéressées dans ce projet a décidé de
réaliser des études additionnelles y compris un modèle 3D intégral
basée sur un levé géoélectrique Aquares.

Quelques
résultats figurent sur les coupes verticales et horizontales. La coupe
verticale montre la position et l'extension d'un rocher basaltique dur,
des argilites moins durs et de la boue. La section horizontale montre
l'extension latérale des formations géologiques à la hauteur du niveau
de dragage. On voit clairement un palaeo-canal coupé dans le rocher
basaltique par la rivière Chagres venant du Lac Gatun en direction de
l'Océan Pacifique en temps géologiques quand le niveau de la mer était
beacoup plus bas que maintenant.
Telle qualité d'information
géofisique complémentée par un nombre limité de forages bien
sélectionnées a permis aux sociétés de dragage de calculer exactement
les risques géologiques. Par conséquence, le contrat de dragage a été
attribuée à une valeur deseulement 30% du budget original suggéré par
ACP se basant sur ces propres études du terrain sans modelisation 3D et
sans information géoélectrique Aquares.
Conclusion:
Aquares est une méthode d'exploration géophysique extrèmement
performante et flexible. Cette méthode est
très effective à réduire les risques géologiques offrant résultats de
haute qualitè dans n'importe quelle situation quand les autres méthodes
géophysiques ne réussient pas. Pour la plupart des investigations
géologiques la
méthode géoelectrique Aquares peut être considérée la meilleure
solution concernant le rapport qualité-prix.
“We are finally done with this
guesswork!”
("Finalement terminons avec les
spéculations!")
(cité
par USACE - US Army Corps of Engineers - après un levé Aquares
fructueux suivant plusieurs levés peu concluants d'autres méthodes)