Exploration de sable  -  Construction portuaire -  Tuyaux marins
Exploitation minière alluvionnaireDragage

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 nouveaux frontiers 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-GuinéeDaru horizontal resistivity section

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.
Limbe port resistivity survey

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.

Buenaventura port developmentPort 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.
Mangrove swamp resistivity surveyLa 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.

Eden 3D resistivity modelPort 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.

Kpone 3D resistivity modelTuyaux 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.
Ghana resistivity surveyLes 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

Tshikapa river survey
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 diamantsTshikapa resistivity section 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.
   

Miraflores resistivity surveyDragage

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.
Panama CanalQuelques 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)