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OSUG - Terre Univers Environnement

Sujet de M2 « Suivi temporel de résistivité électrique sur une zone volcanique active »

9 novembre 2017

Responsable : Jean Vandemeulebrouck , ISTerre, Equipe géophysique des volcans, Chambéry, jvand@univ-smb.fr, 04 79 75 84 85.

La zone volcanique des Champs Phlégréens, près de Naples en Italie, montre depuis une dizaine d’années une accélération notable de la sismicité, des déformations du sol et du dégazage, qui pourrait indiquer que le volcan se trouve dans une phase critique. La Solfatara est le lieu principal de dégazage de cette zone et possède un système hydrothermal très développé. Pour suivre l’évolution de ce système, nous avons installé depuis 2013 un système de mesure de la résistivité électrique qui acquiert une tomographie de résistivité une fois par jour sur un profil de 500 m.
Le but du stage est de réaliser une inversion de ces données temporelles de résistivité électrique, d’analyser les variations en profondeur, de les comparer avec d‘autres données géophysiques et géochimiques mesurées sur site , et de réaliser des modèles simples de transfert de fluides.
Les méthodes électriques sont largement utilisées pour la détection des aquifères souterrains et aussi pour l’imagerie des systèmes hydrothermaux (thèse de M.Gresse, 2017) grâce à la sensibilité de la résistivité électrique à la présence des fluides hydrothermaux. La résistivité électrique dépend des plusieurs paramètres, dont la saturation en eau, la température, la salinité de fluide qui remplit les pores. Les mesures temporelles (time-lapse) permettent en principe de suivre l’activité hydrothermale, comme l’infiltration de l’eau météorique, un changement de phase du fluide (liquide vapeur) ou l’augmentation de température.
Il faudra d’abord réaliser une inversion stationnaire pour trouver un modèle de l’état de référence, en moyennant les variations temporelles. L’inversion time-lapse cherchera ensuite à caractériser les changements relatifs à partir de cette étape de référence. En général, les variations temporelles sont beaucoup plus petites que les variations spatiales du modèle, surtout dans l’aquifère (la zone qui reste saturé en eau pendant le période d’observation). Un des buts du stage sera de choisir une stratégie de l’inversion qui permettra de caractériser les variations relatives de la résistivité dans la zone non-saturée superficielle, et dans la zone plus profonde, saturée en eau.
Ce travail, qui repose sur une expérience originale, devrait donner lieu à une publication, et pourra être poursuivi dans une thèse. Selon les financements disponibles, l’étudiant pourrait aussi participer à une campagne géophysique sur le terrain au premier semestre 2018.




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