Données Géophysiques

 
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Données magnétiques et radiométriques aéroportées

Rappel historique

Le levé magnétique général de la France et du plateau continental a été financé par le CNRS et réalisé par la Compagnie Générale de Géophysique (CGG) sous la direction de l'institut de physique du Globe. Les vols ont été effectués en 1964 -1965, à 3000 m d'altitude sur la France continentale, excepté les Alpes pour lesquelles l'altitude était de 5000 m, avec des lignes de vol espacées de 10 km recoupées par des traverses distantes de 100 km (Le Borgne, Le Mouel, 1966). La méditerranée occidentale a été couverte en 1966-67 à 3000 m d'altitude, avec un espacement des lignes de 11 par 33 km au nord et de 22 par 44 km, au sud (Le Borgne et al, 1968). Le Golfe de Gascogne fut levé à 500 m d'altitude en 1969, avec un espacement des lignes de 10 par 40 km (Le Borgne, Le Mouel, 1971).

Le levé aéromagnétique de la France a fait l'objet de deux cartographies au 1/1000000. La première réalisée par la CGG pour le compte de l'IPG faisait apparaître les anomalies les plus régionales. La seconde a été réalisée par la CGG pour le BRGM dans le but de mettre en évidence les anomalies plus locales, d'origine superficielle (Corpel, 1970) et a été éditée par le BRGM sous la forme d'une carte de l'anomalie détaillée du champ total au 1/100000, sur fond géologique. Ces deux compilations différaient également par le choix de la composante normale du champ, régional plan (CGG), polynôme du second degré (IPG).

L'interprétation de la couverture aéromagnétique de la France et des régions limitrophes a de nombreuses applications en géologie régionale, structuration de l'arc varisque (Galdéano et al, 1990) ou de la chaîne alpine (Mouge et Galdéano, 1991) et à contribué à de grands programmes scientifiques nationaux (synthèses régionales, Géologie profonde de la France, GéoFrance-3D).

Durant les années 1960 à 1980, des levés de meilleure résolution et à échelle régionale ont été réalisés sur les bassins pour les besoins de l'exploration pétrolière. Parallèlement, des levés étaient effectués sur les socles : levé CNRS-IPG du Morvan en 1965 (Aubert et al 1970), levés BRGM-INAG sur le Massif Central en 1972 et 1975 (Debeglia, Gérard, 1975, Lescop, 1981), levé DGRST-BRGM sur le Massif Armoricain en 1979 (Corpel, Debeglia, 1981), levé INSU-BRGM sur la chaîne Cadomienne, en1992 (Galdeano et al., 2001). Des levés d'extension limités ont été également réalisés par des compagnies d'exploration minière (campagnes SNEA(P) sur le Massif Armoricain et le Massif Central, par exemple). L'hétérogénéité des caractéristiques de ces études, altitude de vol, espacement, sensibilité, rendent extrêmement difficile leur raccordement. De ce fait, la seule carte exploitable à l'échelle du territoire reste le levé IPG de 1964.

En 1998, à la demande du ministère de l'Industrie, le BRGM a fait réaliser une campagne de géophysique aéroportée de magnétisme et radiométrie spectrale dans le Massif Armoricain -Bretagne, Pays de Loire et une partie de la Basse-Normandie- (Perrin et al., 1999). Dans cette région en forte expansion économique, ce levé avait comme objectif d'apporter des données fiables pour gérer l'exploitation des ressources naturelles (eau, minerais et matériaux), l'occupation rationnelle du sol et du sous-sol (aménagements, lignes ferroviaires) et les risques sanitaires (radon).

Des levés en électromagnétisme héliporté ou aéroporté, associé ou non à des mesures de magnétisme et de radioactivité gamma naturelle, ont également été réalisés localement pour l'exploration minière, ou dans le cadre de projets d'aménagement (étude structurale sur des sites ANDRA, aléa dissolution du sel dans le bassin de Dieuze-Château-Salins).

Données du levé aéromagnétique général de la France, CNRS 1964 compilées pour le programme GéoFrance3D

Les données du levé aéromagnétique général de la France sont disponibles sous la forme d'une grille à la maille de 5 × 5 km, communiquée par l'IPGP au BRGM dans le cadre du projet Geofrance 3D. L'anomalie magnétique a été obtenue par soustraction d'une anomalie normale représentée par un polynôme du second degré.

Carte aéromagnétique de la France à la maille de 5 × 5 km (compilation IPGP pour GéoFrance 3D) : anomalie du champ total.

Télécharger la grille : MAG-anomalies-IPG.grd

A partir de cette grille, des transformations ont été calculées afin de corriger les effets de déformation et de décalage liés à la latitude magnétique. Ces transformations ont pour intérêt de recentrer les anomalies à l'aplomb des structures qui les créent, à conditions cependant que ces dernières soient purement induites. Elles sont donc plus simples à interpréter que la carte des anomalies du champ :

  • Le champ magnétique réduit au pôle est le champ magnétique qui aurait été observé au pole magnétique nord sur des structures aimantées verticalement.
  • Le champ pseudo-gravimétrique (ou potentiel magnétique réduit au pôle) simule le champ gravimétrique qui serait observé si les structures magnétiques présentaient des contrastes de densité proportionnels à leurs aimantations. Cette fonction est intégrante : elle atténue les structures superficielles et locales à l'avantage des structures de grandes dimensions, profondes et enracinées. C'est donc une image plus représentative des sources magnétiques à l'échelle crustale et lithosphérique.
  • Le champ magnétique réduit au pôle a été également prolongé vers le haut à différents niveaux au dessus du plan de mesure, 2, 50 et 100 km.

Champ magnétique réduit au pôle à la maille de 5 × 5 km.

Télécharger la grille : MAG-rap-IPG.grd

La réduction au pole effectuée dans l'hypothèse d'une aimantation induite est une première approche qui permet de corriger une partie des anomalies magnétiques observées. On constate cependant que de nombreuses anomalies sont incorrectement réduites au pôle. Par exemple, dans le Massif Armoricain et en Aquitaine, certaines anomalies présentent encore, après réduction au pole, une dissymétrie importante avec un négatif au Sud-Ouest de l'anomalie positive. On peut montrer que la direction d'aimantation qui permettrait d'optimiser la réduction au pole des ces anomalies est proche d'une aimantation inverse (Debeglia, 2005), direction d'aimantation bien connue en Bretagne où elle a été observée sur des cornéennes au contact de granites hercyniens (Le Borgne, 1950, 1951).

Champ pseudo-gravimétrique à la maille de 5 × 5 km.

Télécharger la grille : MAG-pseudo-gravi-IPG.grd

La transformation des données magnétiques en champ pseudo-gravimétrique fait clairement ressortir l'opposition entre le domaine nord fortement contrasté et caractérisé par de fortes anomalies (Bassin de Paris, Ardennes, Nord des Vosges) et un domaine sud, Massif Central, Aquitaine, Languedoc, Provence, dans lequel les anomalies sont peu contrastées et moins intenses.

Cette opposition en deux domaines magnétiques ressort également sur les cartes de prolongements vers le haut du champ réduit au pole. La transformation par prolongement vers le haut est équivalente à un filtrage des hautes fréquences du champ associées aux effets des structures magnétiques les plus superficielles. Ainsi, on considère qu'un prolongement à une altitude Zp ne laisse subsister que les effets des structures situés à des profondeurs supérieures à Zp/2 (Jacobsen, 1987). L'interprétation de ce type de document peut donc apporter des informations sur les orientations des structures lithosphériques régionales et sur la profondeur maximale des structures aimantées, profondeur qui varie en fonction de la température et de la minéralogie de la croûte inférieure et du manteau.

Champ réduit au pôle à différentes altitudes de prolongements, Zp = 0, 20, 50, 100 km

Télécharger la grille : MAG-rap-IPG-20km.grd
Télécharger la grille : MAG-rap-IPG-50km.grd
Télécharger la grille : MAG-rap-IPG-100km.grd

Prospections aéroportées de détail

L'inventaire des prospections aéroportées de détail, localisation et caractéristique des études, est disponible sur InfoTerre, à partir de l'espace "Accès aux cartes et aux données". Les plus anciens de ces levés n'existent pas sous forme numériques et ne sont disponibles que sous forme de cartes intégrées dans les rapports d'étude. Pour les levés pétroliers les plus récents (levé Sud-Aquitaine Esso, levé Aquitaine IFP, …) des données numériques sont disponibles, mais la qualité de ces données n'a pas été vérifiée.

Les données numériques des levés récents auquel le BRGM a participé sont disponibles sous forme de grilles ou de données brutes des acquisitions sur les lignes et les traverses.
Les levés ainsi accessibles sont les suivants :

  • Levés Massif Central nord et centre (BRGM INAG1972 et 1975)
  • Levé de la chaîne Cadomienne (INSU-BRGM1992)
  • Couverture aéroporté haute résolution de la Bretagne (BRGM 1998)
  • Couverture aéroportée du Massif Central ouest (GéoFrance3D 1999, BRGM-IPGP-CEA)

Pour plus d’informations.

Données satellitaires et modèles magnétiques globaux

Des grilles et tableaux de coefficients des modèles géomagnétiques satellitaires récents sont téléchargeables sur le site du GFZ (Potsdam). A très grande échelle, les données magnétiques satellites donnent accès au champ magnétique d'origine lithosphérique, dont l'amplitude dépend principalement de la profondeur de l'isotherme de Curie, surface à partir de laquelle les roches perdent leur aimantation par effet thermique. Le modèle de champ magnétique lithosphérique le plus récent est le modèle MF4 qui est dérivé de 5 années de mesures du satellite CHAMP (2000 à 2005). Ce modèle est sous la forme d'un développement en harmonique sphérique de degré 90 du potentiel magnétique scalaire, dans lequel les coefficients de degrés 1 à 15 ont été annulés, car principalement influencés par le champ du noyau (Maus et al, 2006).

Bibliographie

Aubert M., Cornet J., Naudy H., Roques M., Sanselme H., Weber C., 1970. Apports de l'aéromagnétisme de haute sensibilité à la connaissance du socle cristallin du Morvan. Bull. GRGM, série 2, 2,13-23.

Corpel J., 1970. Note sur la compilation des données du levé magnétique de la France. Rapport BRGM, inédit.

Corpel J., Debeglia N., 1981. etude aéromagnétique bretagne. Rapport d'interprétation géologique et structurale. Rapport BRGM 81SGN294GPH.

Debeglia N. et Gérard A., 1975. Apport de l'aéromagnétisme à l'étude géologique du Nord du Massif Central. Bull. BRGM série 2, 3, 223-246.

Debeglia N., 2005. Estimation de la direction d'aimantation pour une réduction au pôle optimale du champ magnétique. BRGM/RP-54059-FR, 34 p., 15 fig.

Galdeano A., Miranda J.M., Matte P., Mouge P. and Rossignol J.C., 1990. Aeromagnetic data: A tool for studying the Variscan arc of Western Europe and its correlations with transatlantic structures. Tectonophysics, 177,1-3, 293-305.

Galdeano A., Asfirane F., Truffert C., Debeglia N., 2001. The aeromagnetic map of the French cadomian belt., Tectonophysics, 331, 99-122.

Jacobsen B.H., 1987. A case for upward continuation as a standard separation filter for potential field maps. Geophysics 52, 8, 1138-1148.

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Le Borgne E. et Le Mouel J.L., 1966. La nouvelle carte magnétique de la France. Note IPG n° 15.

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Le Borgne E. et Le Mouel J.L., 1971. Le levé aéromagnétique du golfe de Gascogne. Note IPG n° 41.

Lescop J.P., 1981. Etude magnétique aéroportée Massif Central - Levé 1975 - Contrôle au sol des anomalies du champ total. Rapport BRGM 81GPH013.

Maus S., Rother M., Hemant K., Stolle C., Lühr H., Kuvshinov A., Olsen N., 2006. Earth's lithospheric magnetic field determined to spherical harmonic degree 90 from CHAMP satellite measurements. Geophys. J. Int. 164, 319-330.

Mouge P., Galdeano A., 1991. Magnetic mapping of the western Alps: compilation and geological implications. Tectonophysics, 190, 2-4, 155-172.

Perrin J., Bonijoly D., Truffert C., Asfirane F., 1999. Couverture géophysique aéroportée du Massif armoricain. Magnétisme et radiométrie spectrale. BRGM/RR-40471-FR.

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Dernière mise à jour : 29/10/2009 11:41:26


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