Détermination de l'épaisseur du mort-terrain par inversion des données électromagnétiques aéroportées

La présente recherche vise à cartographier le mort-terrain par inversion des données électromagnétiques aéroportées de type MEGATEM dans la région d‘Abitibi. L‘utilisation de ces données couplées avec les informations stratigraphiques connues en certains endroits pourrait permettre de cartographier l‘épaisseur du mort-terrain en Abitibi à peu de frais. Trois approches d‘inversion de données ont été utilisées. La première approche consiste à supposer un modèle constitué d‘une couche conductrice (le mort-terrain) recouvrant un socle très résistant. Le code d‘inversion des données EM aéroportés 1D développé par CSIRO (Chen et Raiche 1998) appelé Airbeo a été utilisé dans ce projet. Il permet de trouver un modèle de couches ajusté aux données dans le domaine du temps ou des fréquences pour fournir un estimé de la résistivité (l‘inverse de la conductivité) et de l‘épaisseur des couches. La ligne du vol est discrétisée en stations et un modèle de couches est calculé pour chaque station. Le programme Airbeo utilise la méthode de décomposition en valeurs singulières (SVD); cette technique permet de stabiliser et de faire converger la solution. L‘inconvénient principal de cette approche est son incapacité à estimer l'épaisseur et la conductivité individuellement. Par contre la conductance (produit conductivité-épaisseur) est bien déterminée. Comme la solution n‘est pas unique, l‘utilité d‘une deuxième approche s‘avère nécessaire. Elle consiste en l‘application des contraintes sur les paramètres physiques du mort-terrain (épaisseur et résistivité) pour diminuer le nombre de solutions possibles dans la méthode d‘inversion. Cette technique nécessite la connaissance de ces paramètres dans quelques endroits de la région d‘étude pour que les solutions soient les plus réalistes possible. Pour vérifier la fiabilité des résultats issus de l‘inversion des données électromagnétiques aéroportées, un sondage électromagnétique au sol exécuté avec le système Protem 47 ainsi qu‘un sondage diagraphique effectué à l‘aide d‘un système EM39, conçus tous les deux par le constructeur Geonics, ont été effectués aux alentours du forage RO-201 situé au Nord-Ouest de la ville de Lebel-Sur-Quévillon. Il faut signaler que ce forage a aussi été couvert par les levés aéroportés. Une bonne concordance a été constatée entre les résultats d‘inversion des données électromagnétiques au sol et aéroportées.

Abstract

This research aims to map the overburden by inversion of airborne (EM) data in the Abitibi area. The use of coupled Airborne EM data and known stratigraphic information in some areas would allow to map the thickness of the overburden in Abitibi inexpensively. Three inversion approaches were used. The first approach is to assume a model consisting of a conductive layer (the overburden) covering a very resistant bedrock. The airborne EM inversion program 1D called Airbeo developed by CSIRO (Chen and Raiche 1998) was used in this project. It allows an adjustment of a layer model to the data in both time and frequency domain to provide an estimate of the resistivity (the inverse of conductivity) and thickness. The flight line is discretized in stations, a layer model is calculated for each station. The Airbeo program uses the method of singular value decomposition (SVD). This technique helps to stabilize and converge the solution. The non-uniqueness of the solution requires the use of a second approach; it consists of applying physical constraints to the parameters of the overburden (thickness and resistivity) to reduce the possible number of solutions in the inversion process. This technique requires knowledge of these parameters in some parts of the study area for more realistic solutions. To ensure the reliability of airborne EM inversion results, a TEM and logging surveys with the Earth's electromagnetic system Protem 47 and EM39 logging system, designed both by Geonics Ltd were carried out around borehole RO-201 located in the northwest of Lebel-Sur-Quévillon city. It should be noted that this borehole was also covered by airborne surveys. A good agreement has been found between TEM inverted data and Airborne EM inversion results.