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La signature du pétrole dans les bruits de la Terre

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Plutôt que d'utiliser les ondes sismiques produites par les tremblements de terre ou artificiellement générées, des géologues préfèrent écouter le bruit de fond qui parcourt la croûte terrestre. C'est l'interférométrie sismique, une nouvelle méthode qui vient de faire ses preuves là où on ne l'attendait pas : dans la recherche de pétrole.

Des gisements pourraient-ils être repérés à l'aide de microphones et d'ordinateurs ? Des chercheurs en sont persuadés et Shell a voulu tester l'idée. Ici, sa plate-forme Trident Monotower. Crédit : Shell

Pour étudier la structure du sous-sol, les géologues analysent les ondes sismiques émises naturellement par les tremblements de terre ou générées artificiellement par des camions vibreurs, des explosifs ou des micro-ondes. Mais il existe aussi un bruit de fond permanent: la croûte terrestre est parcourue des grondements incessants produits par les roches en mouvement.

Ordinairement, il faut supprimer ce bruit de fond pour extraire le signal émis par la source artificielle ou naturelle. Mais depuis plusieurs années, des géologues essaient de tirer parti de ces ondes continuelles. On pourrait ainsi se passer des sources réelles, aléatoires dans le cas des séismes ou coûteuses à créer dans le cas des moyens artificiels. Mais le problème est complexe. Les sources du bruit de fond sont en effet multiples et leurs positions inconnues. Une fois générées, ces ondes sont réfléchies et interférèrent. C'est un peu comme si on essayait d'étudier les propriétés physiques de l'eau en analysant la forme des vaguelettes générées par une multitude de gouttes de pluie.

Pour y parvenir, les géologues commencent à mettre au point une technique toute neuve appelée interférométrie sismique. L'interférométrie n'est pas une nouveauté. Elle consiste à utiliser les interférences d'ondes différentes pour obtenir des informations sur leurs sources. Elle a trouvé d'innombrables applications dans des domaines qui vont de l'astronomie à l'optique en passant par l'acoustique.

Surveiller la Terre

La méthode commence par l'installation d'un certain nombre de microphones, sortes de stéthoscopes terrestres. Elle se poursuit ensuite sur le terrain informatique et mathématique. Il faut se lancer dans des analyses complexes pour reconstituer des éléments des structures souterraines. Kees Wapenaar et Evert Slob, deux chercheurs de la Delft Unversity of Technology (Hollande), et Roel Snieder, de l'Ecole des Mines du Colorado ont montré, sur le plan théorique, que la méthode pouvait faire bien mieux que ce que l'on pensait jusque-là et permettre notamment de détecter des gisements de gaz ou de pétrole.

L'équipe a été plus loin encore. Après avoir convaincu la compagnie Shell de l'intérêt de la méthode, Kees Wapenaar et un jeune chercheur, Deyan Draganov, ont testé la méthode « dans un désert du Moyen-Orient ». En analysant dix heures d'ondes sismiques, les scientifiques disent avoir démontré que la méthode fonctionnait dans la pratique et pouvait être appliquée à la sismologie régionale et même la surveillance en continue des phénomènes souterrains.

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