Caractérisation du littoral à grande échelle via l'électromagnétisme héliporté : une approche complémentaire pour imager le continuum terre-mer
Résumé
Afin d’obtenir une vision complète d’un système sédimentaire côtier, il est indispensable d’investiguer à la fois sa partie marine
et sa partie terrestre, mais également de pouvoir les connecter. Contrairement à la topo-bathymétrie, qui couvre les deux domaines,
l’imagerie de l’architecture interne des sédiments du prisme sédimentaire, dans sa continuité terre-mer, est rarement atteint. Il est
encore plus difficile d’en obtenir une caractérisation à une grande échelle spatiale (échelle d’une façade ou régionale). En effet, la
zone de transition entre l’avant-côte (souvent explorée grâce à la sismique marine) et le système plage-dune (explorée grâce à la
géophysique terrestre) souffre d’un manque de données et peut être difficile à investiguer notamment en raison des limites de ces
méthodes. Par conséquent, cette zone de transition est le plus souvent peu ou pas étudiée et des zones sans données persistent.
L’électromagnétisme héliporté (HEM), par l’étude des différences de résistivité du sous-sol, est régulièrement utilisé pour des
investigations à très grande échelle spatiale et pour de nombreuses thématiques en géosciences comme la géothermie,
l’hydrogéologie, la géologie, les risques liés aux mouvements de terrain, etc. A travers cette étude, nous étudions la capacité de l’HEM
à révéler l’architecture sédimentaire dans la zone côtière et particulièrement au niveau du continuum terre-mer.
Cette étude s’appuie sur un levé régional HEM existant, MarTEM, réalisé en 2013 à la Martinique avec le système SkyTEM 304
(https://infoterre.brgm.fr/rapports/RP-62428-FR.pdf). Ce levé offre une couverture de l’ensemble de l’île et fournit des informations
sur la subsurface tous les 30 m le long des lignes de vol. Notre étude se focalise sur deux baies, la baie du Galion et l’anse Robert, qui
sont entièrement couvertes par ce levé. Les particularités en domaine côtier sont que (i) la très haute conductivité de l’eau de mer
limite l’utilisation de la méthode en termes d’imagerie en profondeur, et que (ii) cet environnement présente des valeurs de très
faibles résistivités (< 1 - 2 ohm.m). Ces points seront donc particulièrement étudiés. Les résultats obtenus sont comparés aux données
topo-bathymétriques, à la carte de surface des sédiments du fond marin, aux ortho-photographies, à des données de la banque du
sous-sol, ainsi qu’à des profils sismiques à très haute résolution (THR) obtenus lors de la campagne CARESSE menée à bord du N/O
Antea (Chief scientist E. Chaumillon).
Ainsi, les données HEM sur ces deux baies permettent : (1) D’identifier le contact entre la colonne d’eau et les sédiments meubles,
même pour les fonds de baies turbides. La transition correspond ici à un contraste de résistivité autour de 0,3 ohm.m. (2) D’identifier
les dépôts de sédiments meubles. Ils correspondraient aux valeurs de résistivité comprises entre 0,3 et 0,8 ohm.m. Au-delà, les valeurs
de résistivité représentent ici soit des anciens récifs soit un substrat rocheux. (3) D’imager de manière continue l’ensemble du prisme
sédimentaire à terre et sur les petits fonds, jusqu’à la limite de pénétration de la méthode, soit environ 20 m d’eau. De plus, les dépôts
sédimentaires à proximité de falaises rocheuses sont également imagés. Enfin (4) le toit et la base de l’horizon identifiée comme la
couche de sédiments meubles, ont été extraits du modèle de résistivité. Des grilles de l’épaisseur de sédiment et de la morphologie
de la base des dépôts ont été réalisées (130 m pixel) pour les deux baies. La comparaison avec les données de sismique réflexion THR
permet de valider ces interprétations issues des données HEM. L’électromagnétisme aéroporté est une méthode efficace pour
cartographier la morphologie de la profondeur du substrat et l’épaisseur des sédiments dans la zone de transition terre-mer. Cette
capacité à obtenir des enregistrements géophysiques continu et homogène, à terre comme en mer, et sa large couverture en fait un
outil complémentaire des méthodes géophysiques traditionnellement utilisées en domaine côtier (sismique THR, GPR...).
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)