Qu'est-ce que la réfraction sismique?
La méthode de profilage géologique connue sous le nom de réfraction sismique mesure le temps nécessaire aux ondes sismiques ou aux rayons sismiques pour se déplacer dans le sol, atteindre le substrat rocheux et rebondir à la surface. Utilisée en géophysique, cette méthode est plus précise pour la cartographie de profondeurs inférieures à 100 pieds. En plus de mesurer la profondeur du substrat rocheux, la réfraction sismique peut fournir des informations sur la qualité et la résistance de la roche.
Les ondes sismiques sont un type d'énergie de force qui se déplace à travers la terre. Ces ondes peuvent être créées naturellement, comme dans le cas des tremblements de terre, ou par des méthodes artificielles, telles que des explosions. De petites ondes sismiques peuvent être créées en tirant un coup de feu au sol ou en lâchant quelque chose de lourd sur le sol. Si le sol tremble ou vibre, cela est dû à une onde sismique.
En réfraction sismique, l'énergie est projetée dans la terre depuis la surface, généralement par des ébauches tirées par une arme à feu, un poids tombé au sol, un petit explosif ou le fait de frapper une plaque avec un marteau. Les vagues pénètrent dans le sol puis se réfractent latéralement le long du substrat rocheux avant de remonter à la surface. Une série de géophones disposés en ligne droite le long de la zone testée enregistre les vagues lorsqu'elles atteignent à nouveau la surface.
Les géophones sont de petits cylindres métalliques qui ont à peu près la forme d'une pile, bien qu'ils soient de tailles différentes. À l'intérieur du cylindre se trouve une bobine suspendue à un ressort. Des aimants se trouvent de chaque côté de la bobine. Lorsque les ondes sismiques provoquent la vibration du sol, la bobine se déplace dans le champ magnétique et l’énergie de l’onde peut être mesurée. Les ordinateurs sont souvent utilisés pour analyser les données reçues des géophones, et des graphiques représentant les temps de déplacement par rapport à la distance sont créés pour calculer les vitesses.
Les vitesses fournissent des informations sur le type de matériau sous la surface du sol puisqu’une onde traversera différents types de terre à différentes vitesses. Par exemple, une onde sismique traversera l'argile à une vitesse différente de celle du sable. C'est pourquoi les géophysiciens peuvent recueillir des informations sur les matériaux entre la surface et le substrat rocheux.
La réfraction sismique ne doit pas être confondue avec la réflexion sismique. Bien que la réflexion sismique utilise plusieurs des mêmes méthodes de test, elle recueille des images du substrat rocheux par les vagues qui rebondissent ou se réfléchissent tout simplement, au lieu de se disperser sous des angles différents. Contrairement à la réfraction sismique, la réflexion sismique ne peut fournir aucune information sur l'épaisseur du matériau ou la vitesse des rayons. Il est préférable de l'utiliser dans les environnements marins où la réfraction sismique n'est pas fiable.