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Dans les articles sur le navire de forage JOIDES Resolution, sur la genèse du pétrole et sur la géologie assistée par ordinateur, vous découvrirez une multitude de méthodes qui étudient la composition du monde souterrain. L'une de ces méthodes, la « diagraphie électrique », a été inventée dans les années 1920 par Conrad et Marcel Schlumberger. Selon eux, mesurer les caractéristiques électriques dans un puits pouvait nous apprendre beaucoup de choses sur le monde souterrain.
Certaines substances, comme les métaux et l'eau salée, sont de bons conducteurs d'électricité. D'autres, tels que le caoutchouc, le plastique et le verre, résistent au flux électrique. C'est la raison pour laquelle les câbles d'alimentation qui raccordent la télévision ou d'autres appareils aux prises murales sont fabriqués en fils de cuivre protégés par du caoutchouc ou du plastique. Le cuivre conduit l'électricité de la prise vers la télévision et vice versa. Le caoutchouc permet d'éviter tout contact entre les fils et empêche ainsi un court-circuit, ou d'éviter que l'on puisse les toucher et recevoir une décharge électrique.
La majorité des roches ne sont pas de bons conducteurs électriques. On dit qu'elles possèdent une résistivité élevée. Or, rares sont les endroits où ne s'écoule pas un peu d'eau par les minces ouvertures ou les pores de la roche. Souvent, cette eau contient du sel dissous et représente un bon conducteur électrique. La roche poreuse imprégnée d'eau salée laissera passer l'électricité assez facilement puisque le liquide présent dans ses pores possède une faible résistivité.
Plusieurs facteurs affectent la résistivité d'une roche. Les roches denses comme le quartz ne peuvent pas renfermer beaucoup de liquide et leur résistivité est donc élevée. Les roches peuvent être poreuses. Cependant, si les pores renferment du pétrole ou du gaz au lieu d'eau, la résistivité sera également élevée, étant donné que ces hydrocarbures ne sont pas de bons conducteurs d'électricité. C'est pourquoi la diagraphie est une véritable mine d'or pour les chercheurs de pétrole.
La photo ci-contre montre certains des appareils descendus dans un puits pour mesurer les caractéristiques électriques du sol. Comme vous pouvez le constater, certains sont très grands, surtout si on les compare avec la personne placée à côté.
Premier diagramme de carottage électrique
aux Etats-Unis
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Cet enregistrement par diagraphie électrique, ou log, a été réalisé en 1929 par des ingénieurs californiens, deux ans après que les frères Schlumberger aient, pour la première fois, réalisé une telle étude en France. Les nombres inscrits sur la partie gauche du graphique représentent la profondeur (en pieds). Les nombres au-dessus du graphique représentent la résistivité. On observe plusieurs pics de résistivité élevée à des profondeurs comprises entre 2 000 et 2 250 pieds (610 et 686 mètres environ). Au-dessous de 2 400 pieds (731 mètres), on observe une faible résistivité.
De nos jours, la diagraphie est beaucoup plus complexe. Les caractéristiques électriques du sol sont mesurées de différentes façons. Le log représenté dans l'article sur le JOIDES Resolution indique aussi le potentiel spontané, ou courbe SP, ainsi que trois courbes de résistivité différentes.
D'autres techniques de diagraphie existent également. Les ondes sonores se déplacent à des vitesses variées selon les substances et, pour étudier la composition du sous-sol, les ingénieurs se servent de sonars.
Certains rayonnements se déplacent également plus facilement que d'autres dans les substances.
C'est pourquoi, des matériaux radioactifs sont descendus dans les puits pour mesurer la capacité des rayonnements à se déplacer dans la roche environnante et mieux comprendre ainsi le monde souterrain.
La diagraphie moderne permet de réaliser plusieurs types de mesures simultanément dans un puits. Les ingénieurs comparent l'ensemble des résultats obtenus afin d'obtenir une image complète du sous-sol.
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