Basée sur les variations de conductivité relative du sous-sol, la prospection minière par méthode électromagnétique a pour objectif principal de déceler des amas conducteurs d’électricité. Ces derniers sont détectés par le principe d’induction, de la même façon qu’ils le sont par un transformateur de courant. 

Pour ce faire, un émetteur est normalement placé en surface. Il produit un fort champ magnétique primaire variable avec le temps, qui pénètre le sous-sol plus ou moins profondément. Des courants, dits « de Foucault », sont induits dans les conducteurs excités par ce champ primaire. Ils produisent à leur tour un champ électromagnétique, dit « secondaire », qui sera détecté en surface ou dans des trous de forage par un capteur sensible relié à un récepteur. 

Quels types de conducteurs est-il possible de détecter avec la géophysique électromagnétique?

• Superficiels : mort-terrain, fonds de lacs et de lits de cours d’eau; 
• Présents dans la roche : graphite, sulfures massifs, magnétite massive, zones de cisaillement et failles, péridotite serpentinisée;
• Artificiels : réservoirs métalliques, conduites et déchets métalliques, pipelines, voies ferrées, lignes à haute tension. 

Dans quels domaines utilise-t-on la méthode de levé géophysique électromagnétique? 

La prospection électromagnétique s’applique à plusieurs domaines tels que l’industrie minière, l’environnement, le génie civil et l’hydrogéologie. En ce qui a trait à la géologie, elle est mise à profit dans le cas d’études structurales pour la détection de failles ou de flexures, la recherche de cavités, l’évaluation de l’épaisseur d’un recouvrement alluvionnaire, la recherche de filons d’eau souterraine, la recherche de gisements de graphite, de sulfures massifs et de magnétite massive. 

Quelles sont les méthodes de prospection électromagnétique géophysique? 
 

Électromagnétisme à très basse fréquence (TBF)
 

Il s’agit d’une méthode passive qui emploie des antennes de transmission permanentes. Cette technique permet de détecter des conducteurs de surface et peut être utilisée comme outil pour délimiter les structures, failles et fractures. L’absence d’électrodes fait en sorte qu’elle peut être adoptée dans une multitude d’environnements. 
 

Les émetteurs utilisés existaient déjà pour les communications avec les sous-marins. Les fréquences sont approximativement de 20 kHz, ce qui, en transmission radio, correspond à de très basses fréquences.

EMH-EMV
 

La solution électromagnétique EMH-EMV est destinée à la cartographie des conducteurs peu profonds. La profondeur d’investigation se limite à une centaine de mètres. Ainsi, la méthode est relativement simple d’exécution et peu coûteuse.

TDEM au sol et en forage

La TDEM (méthode électromagnétique à dimension temporelle) est utilisée pour mesurer la réaction conductrice de la subsurface et pour localiser les corps conducteurs. Il arrive souvent que la conductivité des dépôts de sulfures métalliques diffère considérablement de celle des autres pierres à proximité, faisant en sorte que cette méthode est très efficace pour trouver ces types de dépôts. La conductance d’un dépôt dépendra de sa minéralogie, de sa texture et de son épaisseur. La réaction de la TDEM est aussi influencée par la position et la taille du conducteur.
 

En plus des dépôts de sulfures économiques, les autres matières de subsurface conductrices présentes sont les sulfures stériles, les sédiments graphitiques et les fluides salins.

Qui a besoin d’un levé par la TDEM?
 

Ce type de levé est utile pour les sociétés minières et d’exploration qui désirent trouver des dépôts métalliques, ainsi que pour de nombreuses applications environnementales et d’ingénierie.

Qui effectue le travail de levé par la TDEM?
 

Pour effectuer un levé au moyen de la TDEM, des techniciens posent des boucles de câbles sur la surface du sol et un générateur y est branché de manière à transmettre du courant dans ces boucles. Ce courant produit un champ magnétique variable (le champ primaire) qui induit du courant dans les corps conducteurs dans la subsurface. Le courant induit produit ensuite son propre champ magnétique (le champ secondaire) qui est mesuré par des capteurs à la surface ou dans les trous de forage afin de définir la signature électromagnétique du sol.

Un levé de surface par la TDEM typique comportera des relevés qui auront été pris à tous les 50 mètres le long de lignes espacées de 100 mètres. Quant aux levés des trous de forage, leur lecture aura été faite à tous les 5 à 10 mètres, à l’intérieur des trous. Les boucles d’émission des levés par la TDEM types peuvent varier, certaines d’entre elles mesurent 50 mètres x 50 mètres et sont déplacées à chaque poste de mesure, ou elles peuvent être fixes et nombreuses et atteindre de grandes dimensions allant souvent jusqu’à 1 kilomètre sur 2 kilomètres chacune.

Quels sont les types de levés par la TDEM qui sont accessibles?
 

Il existe différents types de configurations de TDEM dont la plupart peuvent être effectuées en surface ou dans les trous de forage. Parmi les types de configuration de base, notons :

• La boucle mobile : la boucle d’émission est déplacée avec chaque poste de mesure.
• La boucle fixe standard : une boucle d’émission unique est déployée et demeure en position alors que le capteur se déplace.
• InfiniTEM : deux boucles d’émission dont la polarité est opposée sont déployées et le capteur se déplace. Ce système puissant est le chef de file de l’industrie pour l’investigation profonde de conducteurs à fort pendage.
• OMNIVision : une solution de haut calibre qui combine trois boucles qui sont activées et désactivées selon différents arrangements et permettent d’effectuer des investigations profondes de première qualité pour les conducteurs, peu importe le pendage.

Quel type de dépôts est-il possible de trouver en utilisant la TDEM?
 

Les dépôts de sulfures métalliques comme le nickel-cuivre-ÉGP et le SMV ainsi que les dépôts d’uranium sont les cibles le plus souvent relevées par la TDEM.
 

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Sources :

Méhodes Électromagnétiques

Cours de prospection électromagnétique

Méthodologie d’interprétation en électromagnétisme aéroporté