Une « échographie » du sous-sol

Image radar en plan d’une structure archéologique rectangulaire enfouie à 60cm de profondeur.

L’étude minutieuse du sous-sol et de ses caractéristiques apporte des informations indispensables aux géographes et géologues, que ce soit pour la reconstitution des conditions environnementales des deux derniers millions d’années, pour l’estimation des épaisseurs de dépôts de cendres volcaniques ou encore la détection de vestiges archéologiques. Pour les aider dans leurs travaux, les chercheurs disposent du géoradar qui permet d’obtenir une « image » du sous-sol.

Le géoradar utilise une technique d’imagerie par l’envoi d’ondes électromagnétiques hautes fréquences dans le sol (de 30 MHz à 2400 MHz) qui se réfléchissent au niveau des différentes couches du sous-sol (contact sable sec/sable humide par exemple). La propagation des ondes est liée aux propriétés électriques et magnétiques des matériaux du sous-sol, ainsi un matériau très conducteur, comme l’argile, ne sera pas un bon matériau et empêchera la propagation des ondes alors qu’un sable sec, ou de la glace, sera un très bon matériau pour les investigations géoradar. L’acquisition des données sur le terrain s’effectue grâce à l’utilisation d’antennes de fréquences différentes permettant d’atteindre des profondeurs allant de quelques centimètres à plusieurs dizaines de mètres. L’onde reçue est ensuite convertie en un signal numérique. Une fois les données acquises sur le terrain, des logiciels spécifiques permettent de traiter les données afin d’améliorer la qualité et la « lisibilité » de l’image. Une série de traitements mathématiques est appliquée ; des filtres pour supprimer des fréquences parasites, du gain pour amplifier le signal en profondeur etc.

Profil géoradar réalisé avec une antenne 50 MHz.

L’image obtenue ou radargramme, couplée aux observations de terrains ainsi qu’éventuellement à d’autres données (autres méthodes géophysiques, sondages etc.) peut être interprétée et apporter des informations sur la position des anciens lits d’une rivière ou sur la localisation d’anciennes sépultures par exemple.

Brève rédigée par Clément Virmoux (LGP, CNRS).

Pour en savoir plus :

• Des utilisations variées : un radar sous la dameuse pour mesurer les hauteurs de neige, un radar qui traque les conduites souterraines, des archéologues italiens tentent de reconstituer le visage de Mona Lisa, les techniciens de Géoradar au travail L’échographie de la place d’Armes de Belvès.
• Introduction au géoradar sur Technique de l’Ingénieur.
• Brèves connexes :  Jeter un oeil au  centre de la Terre , Imagerie haute résolution du sous-sol.

Crédits Images :

Image 1 et 2) Clément Virmoux (CNRS – Laboratoire de Géographie Physique de Meudon).

Imprimer