Centre Européen
de Recherche et d'Enseignement
des Géosciences de l'Environnement

Laboratoire de Géophysique

Les activités du Laboratoire de Géophysique sont dédiées à la géophysique de terrain (magnétométrie, résistivité électrique), ainsi qu'au développement instrumental en géophysique pour le terrain et pour le laboratoire. Ses activités sont liées à celles du Laboratoire de Magnétisme des Roches à travers la collaboration entre les ingénieurs responsables de chacune de ces plateformes.

ERT

Nous disposons de 2 systèmes ABEM Terrameter Lund System pour réaliser des profils de tomographie de résistivité électrique (Electrical Resistivity Tomography, ERT), ainsi que d'une dizaine de câbles avec des sorties (take-out) d'espacement 5 m et de 4 câbles avec des sorties d'espacement 1 m. Ainsi, nous pouvons autant réaliser des profils haute-résolution pour la proche sub-surface (premiers mètres ; application : archéologie, environnement) que des profils d'échelle kilométrique (espacement 20 m) pour atteindre les 200 m de profondeur environ (application : géologie, tectonique). Environ 150 électrodes sont disponibles, ainsi que des câbles de connexion aux take-out. En outre, pour transformer les mesures de résistivité apparente aux prédictions de résistivités vraies, nous utilisons le logiciel RES2DINV/RES3DINV. La plupart de ces éléments ont été acquis auprès de l'entreprise Georeva. En outre, nous possédons 2 systèmes à 4 électrodes pour des profils de résistivité électrique en configuration Wenner et Schlumberger.


Profil d'ERT déployé sur le site archéologique de Richeaume XIII au pied de la Sainte-Victoire

Magnétométrie de terrain

Nous disposons de 2 magnétomètres à pompage optique de césium, modèle Geometrics G858, dont 1 peut être utilisé en mode gradient, ainsi que d'1 magnétomètre à précession de protons, modèle Geometrics G856AX (mode station de base possible). De plus, 2 gradiomètres sont disponibles : 1 Foerster FEREX 4.032 API et 1 Magnetic Locator GA-72Cd de Schondstedt. Ces appareils sont utilisés pour diverses opérations de cartographie de champ magnétique sur le terrain (archéologie, géologie, risques). Le gradiomètre Foerster peut être utilisé en mode sous-marin.  La plupart ont été acquis via l'entreprise Iris Instrument. En outre, nous disposons de 3 susceptibilimètres portatifs SM30 acquis chez ZH Instruments.


Magnétomètre à pompage optique de césium, modèle Geometrics G858.


Gradiomètre Foerster utilisé en mode sous-marin

 

Magnéto-optique

L’imagerie magnéto-optique (Magneto-Optical Imaging, MOI, en anglais) a pour vocation de carter la distribution du champ magnétique en surface à l’échelle sub-micrométrique, ce qui permets d’observer les structures magnétiques fines dans les minéraux magnétiques. A l’aide d’un microscope optique doté d’un modulateur optique, on peut observer l’intensité du champ magnétique perpendiculaire à l’échantillon après l’analyse d’images acquises à l’aide d’une caméra CCD. Cette technique a été développée en collaboration avec l’école polythechnique, le modulateur optique et l’analyse d’images ayant été développés au CEREGE.

La technique MOI couplée à d’autres approches minéralogiques par SEM, EBSD et TEM a révélé de magnifiques structures magnétiques dans les grains de métal des météorites.

Le système MOI et ses résultats pour un grain métallique dans une chondrite ordinaire montrant une structure en papillon correspondant à la distribution de nano-cristaux de tétrataénite (CZ, Fe0.5Ni0.5). (Uehara, Gattacceca, Leroux, Jacob, van der Beek (2011) Magnetic microstructures of metal grains in equilibrated ordinary chondrites and implications for paleomagnetism of meteorites, http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2011.04.008)

 

Magnifique structure de domaines magnétiques d’une cohénite ‎(‎Fe‎,‎Ni‎,‎Co‎)_3C trouvée dans une météorite de fer. Les domaines changent selon le champ appliqué (anisotropie magnétique). (Reznik, Kontny, Uehara, Gattacceca, Solheid, Jackson (2016), Magnetic domains and magnetic stability of cohenite from the Morasko iron meteorite, http://dx.doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.10.161)

Développements internes en magnétométrie

Nous avons développé un scanner haute résolution pour la mesures de la rémanence de carottes longues. Ce dispositif a été l’objet d’un dépôt de demande de brevet à l’INPI le 8 avril 2016, la demande de brevet international est en cours de préparation.


scanner haute résolution pour carottes longues

Nous avons aussi développé un magnétomètre et un susceptibilimètre pour des missions particulières. Assemblés et testés au CEREGE puis transportés à la NASA, ils ont servi à mesurer le moment magnétique et la susceptibilité d’échantillons de grande taille de la missio Apollo. Les mesures ont été effctuées dans une chambre de stockage à l’environnement controllé (oxygème, humidité, poussière…).


Les instruments utilisés lors de la mission au Centre spatial Lyndon B. Johnson de la NASA à Houston (à gauche : magnétomètre, à droite : susceptibilimètre).