ERT - dispositif dipôle-dipôle

Principe du dispositif

Le dispositif dipôle–dipôle est une configuration de mesure en résistivité électrique dans laquelle le courant est injecté dans le sol par un premier couple d’électrodes (dipôle de courant) et la différence de potentiel est mesurée par un second couple d’électrodes séparé (dipôle de potentiel), les deux dipôles étant espacés d’une distance multiple de l’écartement entre électrodes.

Dans une configuration dipôle–dipôle, on utilise quatre électrodes :

• C1 – C2 : électrodes d’injection du courant
• P1 – P2 : électrodes de mesure du potentiel

Elles sont organisées en deux dipôles :

→ dipôle de courant : C1–C2
→ dipôle de potentiel : P1–P2

La résistivité apparente est calculée à partir de la différence de potentiel mesurée entre P1 et P2, du courant injecté entre C1 et C2, d'un facteur géométrique dépendant de la distance entre les électrodes.

Comprendre cette figure

Espacement des électrodes

Sur le schéma :

• a = distance élémentaire entre électrodes
• na = distance entre les dipôles

Exemple : C1 — a — C2 — na — P1 — a — P2

Le paramètre n indique l’éloignement entre les deux dipôles. Plus n augmente, plus la mesure sonde profondément.

Ce que montrent les stations

Sur la figure, les stations présentent des configurations différentes :

La Station 1 présente une configuration minimale :
C1 — P1 — P2 — C2
Les Station 18 / Station 32 montrent des dipôles progressivement espacés :
C1 — a — P1 — a — P2 — a — C2
puis
C1 — 3a — P1 — 3a — P2 — 3a — C2

Cela signifie que le système déplace progressivement les électrodes le long du profil.

Dans les systèmes modernes, un résistivimètre automatique et un câble multi-électrodes permettent d’enchaîner les mesures automatiquement.

La pseudo-section de données (partie inférieure de l'image)

La grille de points correspond à la pseudo-section dipôle–dipôle.
L'axe horizontal indique la position des électrodes, tandis que l'axe vertical indique le niveau d’acquisition (niveaux de données n). Chaque point représente une mesure de résistivité apparente. 

Pourquoi les points de données forment un triangle ?

Les mesures profondes nécessitent plus d’électrodes autour, tandis que près des extrémités du profil, il n’y a pas assez d’électrodes disponibles. En conséquences, il y a peu de données profondes aux extrémités et  beaucoup de données au centre.  Cela produit la forme triangulaire de la pseudo-section.

Autrement dit : 

La forme triangulaire de la pseudo-section vient de la géométrie des mesures et du nombre d’électrodes disponibles le long du profil.

Lors d’un profil de résistivité, les électrodes sont disposées à intervalles réguliers le long d’une ligne. Chaque mesure utilise quatre électrodes (deux pour injecter le courant et deux pour mesurer le potentiel). Pour sonder plus profondément, il faut augmenter la distance entre ces électrodes. Autrement dit, les dipôles doivent être de plus en plus espacés.

Cependant, aux extrémités du profil, il n’y a pas assez d’électrodes disponibles d’un côté ou de l’autre pour former ces grandes distances. Les mesures profondes ne peuvent donc pas être réalisées près des bords. Elles ne sont possibles qu’au centre du profil, là où il y a suffisamment d’électrodes de part et d’autre pour former des configurations larges.

Ainsi :

• près des extrémités → seulement des mesures peu profondes,
• vers le centre → mesures de plus en plus profondes possibles.

Quand on représente ces mesures dans la pseudo-section, cela crée naturellement une zone de données large en surface et qui se rétrécit en profondeur, d’où l’aspect triangulaire du diagramme.

De la pseudo-section au modèle du sous-sol

Les valeurs mesurées sont des résistivités apparentes, pas directement la structure réelle. On applique ensuite une inversion géophysique (par exemple avec RES2DINV ou BERT) pour obtenir une coupe de résistivité réelle interprétable géologiquement.

Pourquoi utiliser le dipôle–dipôle

Cette configuration est particulièrement sensible aux structures verticales, failles, cavités, structures archéologiques,  interfaces sédimentaires...  Mais elle est plus bruitée et moins sensible aux structures horizontales que d’autres dispositifs (comme Wenner ou Schlumberger).