ZondRes3D — Tomographie électrique 3D pour la résistivité et la polarisation induite (IP)

ZondRes3D est conçu pour l'interprétation tridimensionnelle des données de résistivité en tomographie électrique et de polarisation induite dans les variantes terrestres, entre forages et marines.

La tomographie électrique est une technique complète comprenant une méthode d'observations de terrain ainsi qu'une technologie de traitement et d'interprétation des données de terrain. Sa particularité réside dans l'utilisation multiple des mêmes positions d'électrodes, fixées sur un site, en tant que source et récepteur.

Cette approche permet d'une part de travailler avec des instruments modernes à haute performance et, d'autre part, d'appliquer des algorithmes efficaces de modélisation et d'inversion. Pour l'interprétation des données de tomographie électrique, des modèles bidimensionnels et tridimensionnels sont utilisés. Cela élargit considérablement la gamme des problèmes résolus par la prospection électrique en explorant des sections très différentes des « classiques » couches horizontales.

La résolution, et donc la qualité de l'interprétation de la tomographie électrique, est étroitement liée au nombre et à la densité des mesures sur un site. Leur nombre atteint généralement plusieurs milliers, c'est pourquoi l'efficacité des mesures de terrain est d'une importance capitale et définit dans de nombreux aspects la possibilité d'une utilisation pratique de cette méthode. Un équipement spécial avec commutation automatique programmée des électrodes est utilisé pour atteindre une efficacité maximale des travaux de terrain.

La technique de tomographie électrique tridimensionnelle implique une méthode de mesure spéciale utilisant un grand nombre d'électrodes commutées (plusieurs câbles de prospection électrique) tandis que le nombre de mesures atteint des dizaines de milliers. Cependant, dans de nombreux cas, pour une interprétation tridimensionnelle, il suffit d'utiliser les résultats de la tomographie électrique bidimensionnelle obtenue sur plusieurs lignes de profil parallèles.

La particularité du programme ZondRes3D réside dans son utilisation intensive des ressources, liée à la spécificité de la résolution des problèmes directs et inverses de grande dimension, ce qui nécessite un ordinateur puissant. Deux méthodes de résolution des problèmes directs et inverses de calcul du champ électrique sont implémentées dans le programme : la méthode des éléments finis et la méthode des différences finies. La méthode des différences finies est environ deux fois plus rapide mais ne permet pas de prendre en compte la topographie.

ZondRes3D offre une solution clé en main pour la tomographie électrique, et résout un large éventail de problèmes allant de la modélisation mathématique et l'analyse de sensibilité au traitement des données de terrain et à leur interprétation. Une interface conviviale et une variété de fonctionnalités de visualisation des données permettent de résoudre une large gamme de problèmes géologiques avec une efficacité maximale.

ZondRes3D utilise un format de données simple et clair permettant de combiner facilement divers systèmes d'observation, y compris différentes variantes de configuration de la topographie et d'autres informations supplémentaires.

Le programme fonctionne avec tous les types d'arrangements d'électrodes appliqués en prospection électrique (à deux, trois et quatre électrodes) ou leurs combinaisons. Les formats de données bien connus sont également pris en charge.

Un mode spécial pour le travail avec un réseau à gradient moyen est fourni, permettant de calculer rapidement et de visualiser les données sous une forme conviviale pour l'interprète.

Plusieurs variantes d'affichage des modèles tridimensionnels sous forme de sections et d'isosurfaces diverses sont implémentées dans le programme.

Une étape importante avant les mesures de terrain est la modélisation mathématique de la structure géoélectrique du site de travail. La modélisation permet d'estimer le niveau du signal et de choisir les paramètres optimaux du système d'observation pour résoudre le problème géologique défini. ZondRes3D dispose d'un large éventail d'outils pour la modélisation mathématique et l'analyse de la sensibilité des champs de courant continu et de polarisation induite.

La tâche principale du programme étant l'inversion des paramètres de la section géoélectrique, plusieurs variantes de résolution du problème inverse sont implémentées dans ZondRes3D, les principales étant : l'inversion lissée — pour obtenir un modèle lisse, et l'inversion focalisée — pour obtenir une distribution partiellement lissée des paramètres géoélectriques avec profondeur.

Lors du développement du programme, une attention particulière a été portée à la prise en compte des données a priori. En raison de l'équivalence des problèmes géophysiques inverses, la qualité des résultats obtenus dépend fortement de la quantité de données a priori utilisées. Dans ZondRes3D, il est possible de définir des poids pour les mesures, de fixer et de limiter les caractéristiques de différentes cellules, et d'utiliser un modèle a priori comme référence principale dans l'inversion. Des schémas robustes d'estimation du bruit sont implémentés dans le logiciel. Il est également possible d'importer et d'afficher les résultats des mesures d'autres méthodes et des données entre forages, ce qui améliore les résultats d'interprétation.

Plus de détails sur les fonctionnalités du logiciel peuvent être trouvés en téléchargeant le manuel utilisateur, ainsi que sa version de démonstration ou en regardant les revues vidéo et tutoriels.