Une nouvelle méthode mathématique facilite la prospection de l’eau et la sécurité des barrages

Une nouvelle méthode facilite la prospection de l'eau et la sécurité des barrages

Barrage sain. Crédit : Pavel Odinev/Skoltech

Des scientifiques de Skoltech et de l’Université d’État de Saint-Pétersbourg ont proposé une méthode mathématique pour interpréter les données sur les débits d’eau souterraine. La nouvelle technique est plus efficace et offre plus de précision dans l’imagerie des fluides pour la planification des travaux de construction, l’inspection de l’intégrité des barrages et la localisation des réservoirs d’eau pour l’agriculture et la consommation privée dans les zones sèches. L’étude est publiée dans Transactions IEEE sur les géosciences et la télédétection.

La détection des écoulements d’eau souterraine est importante pour la sécurité de la construction, la surveillance des barrages et la prospection des eaux souterraines. Les écoulements de fluides souterrains constituent un danger pour les éléments de fondation des bâtiments et des systèmes de métro, ainsi qu’un avertissement précoce d’une rupture de barrage imminente. Dans les climats secs, comme en Espagne, en Israël, en Australie ou dans le sud de la Russie, savoir où coule l’eau sous terre offre un moyen de puiser dans cette ressource pour les besoins agricoles, industriels et privés.

La dernière décennie a vu l’essor d’une nouvelle approche de l’imagerie des écoulements d’eau souterraine : la cartographie du potentiel propre. La prémisse sous-jacente est que lorsque l’eau s’infiltre à travers la roche poreuse, elle génère un potentiel électrique, ce qui indique sa présence.

Le principal défi de la cartographie du potentiel propre est que, si les chercheurs peuvent capter ces signaux électriques de manière fiable, leur donner un sens et localiser les flux souterrains réels s’est avéré délicat. Jusqu’à présent, aucune méthode mathématique satisfaisante n’était disponible pour traiter de grandes quantités de données de potentiel propre pour les zones à terrain accidenté.

Dans le récent article de IEEE TGRS, une équipe de recherche russe de Skoltech et de l’État de Saint-Pétersbourg a proposé une telle méthode. Il est capable de traiter rapidement de nombreuses mesures et de rendre compte avec précision de la géométrie complexe du domaine étudié. Ce dernier est particulièrement important pour identifier les ruptures de barrage, car la géométrie du barrage affecte fortement le potentiel électrique.

« Le résultat final est que la méthode améliore considérablement la qualité de l’interprétation géophysique », a commenté le premier auteur de l’étude, Mikhail Malovichko de Skoltech. « Techniquement parlant, nous augmentons la précision du problème inverse. Compte tenu de l’amélioration de l’imagerie souterraine, nous pensons que cette approche a un grand potentiel dans l’industrie. »


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Plus d’information:
MS Malovichko et al, Application du contrôle optimal à l’inversion de données auto-potentielles : théorie et exemples synthétiques, Transactions IEEE sur les géosciences et la télédétection (2021). DOI : 10.1109/TGRS.2021.3121538

Fourni par l’Institut des sciences et de la technologie de Skolkovo

Citation: Une nouvelle méthode mathématique facilite la prospection de l’eau et la sécurité des barrages (2022, 11 janvier) récupérée le 11 janvier 2022 à partir de https://techxplore.com/news/2022-01-mathematical-method-aids-prospecting.html

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