Lors de l'interprétation des données GPR où la compréhension de la structure géologique est l'objectif, la quantification de la pente (normalement appelée «creux») des interfaces est souvent souhaitée. Les coupes transversales GPR brutes ne sont pas de «vraies» représentations de la géométrie souterraine; des estimations de creux simplistes donneront des valeurs erronées pour les creux si le comportement de l'onde GPR n'est pas pris en compte dans le calcul. Ce qui suit est un résumé de très haut niveau basé sur des hypothèses simplifiées; ce sujet peut devenir beaucoup plus complexe.
Les données GPR sont normalement affichées dans des images en coupe avec un axe de position horizontal et un axe de temps vertical (Figure 1). Le temps (t) est souvent converti en profondeur (z) en connaissant la vitesse de l'onde (v) dans l'équation:
z = vt2
où, t est le temps de trajet bidirectionnel de l'onde GPR dans le sous-sol.
Un affichage de la section transversale GPR brute est un moyen rapide et pratique d'estimer les profondeurs cibles, mais ne doit pas être interprété comme une image «vraie» du sous-sol.
L'expression normale pour un calcul de pendage ou de pente est le changement de profondeur, Δz, par rapport à la distance horizontale, Δx, le long du profil, et exprimé comme:
θ = bronzage-1 ( ΔzΔx )
La pente est le plus souvent exprimée sous la forme d'un angle d'inclinaison, θ, qui est l'angle auquel l'interface rencontre la surface du sol (figure 2a). Si les profondeurs sur une section transversale GPR et cette expression sont utilisées pour calculer l'angle de pente, la valeur sera incorrecte. La raison en est que les profondeurs indiquées sur la section transversale GPR simple ne sont pas les mêmes que les trajets des rayons du signal dans le sous-sol.
Ces concepts de base sont décrits ci-dessous dans la figure 2.
La figure 2a illustre les trajets des rayons du signal GPR. L'émetteur et le récepteur GPR sont souvent supposés coïncider, ce qui est une très bonne approximation pour la plupart des levés par réflexion. Les signaux GPR voyagent dans des chemins droits vers l'interface et se reflètent vers le système GPR. Deux trajets de rayons sont représentés pour un GPR aux positions A et B sur la surface; les signaux GPR se reflètent depuis l'interface en pente aux points A 'et B'. Les longueurs des trajets de rayons A-A 'et B-B' sont L1 et L2.
La section transversale GPR standard affiche le signal réfléchi directement sous la position GPR sur la surface (Figure 2b). En fait, les signaux parcourent une pente ou
chemin non vertical vers le point de réflexion cible sur la surface en pente. Dans une coupe GPR, la réponse pour le chemin A-A 'apparaît au temps 2L1 / v et pour B-B 'au temps 2L1 / v, où v est la vitesse du signal GPR dans le milieu prospecté.
La ligne noire en pointillé sur la figure 2c montre l'horizon de réflexion imagée. Avec l'utilisation d'une simple conversion temps-profondeur, la figure 2c ne change pas la géométrie de l'image GPR.
Dans une section transversale GPR, l'interface en pente a le pendage (pente), θGPR, qui est lié au véritable creux d'interface, θ, comme suit
bronzageθGPR = pente = ΔzΔx = (L2 - L1)Δx = péchéθ
Le vrai creux peut être facilement calculé comme suit:
θ = péché-1 (bronzer θ GPR)
θ = péché-1 ( ΔzΔx )
Par exemple, en utilisant les données GPR de la figure 1:
θ = 28 degrés
Deux choses importantes à noter sont:
- Dans une simple coupe transversale, GPR dip, θGPR , sera toujours plus petit que le vrai creux.
- Le creux d'image GPR ne peut varier que θ et ± 45 degrés, alors que la pente réelle peut varier entre θ et ± 90 degrés.
Les utilisateurs avancés peuvent également appliquer le traitement de migration pour reconvertir la section GPR en une véritable section transversale de géométrie. À mesure que la migration ramène les «réponses» observées à leur «véritable» emplacement, la mesure du creux sur une section migrée devrait donner le creux correct. La migration est donc une autre façon d'aborder la véritable estimation du creux.
Cette discussion est une vue très simple de ces concepts. En réalité, le monde est tridimensionnel et il n'y a aucune certitude que la section transversale GPR est alignée avec la pente la plus raide (cela serait révélé par une section transversale GPR collectée perpendiculairement à la direction de la structure). Si une évaluation complète de la géométrie est nécessaire, il sera essentiel d'acquérir des données GPR dans deux directions orthogonales. Cela garantit que l'orientation de la frappe peut être déterminée et introduite dans l'analyse. Ces détails sortent du cadre de cet article.
Données sur les dunes de sable des figures 1 et 3, gracieuseté de Todd Thompson, Indiana Geological Survey.
