Upgrade to Pro — share decks privately, control downloads, hide ads and more …

Nouveaux développements en électromagnétisme marin : applications scientifiques et industrielles

0f828d1e52998fda294448484de2e409?s=47 @Résif
July 03, 2017

Nouveaux développements en électromagnétisme marin : applications scientifiques et industrielles

Présentation de Pascal Tarits (UBO) au Workshop "Instrumentation Géophysique" | 3-5 juillet 2017, Brissac

0f828d1e52998fda294448484de2e409?s=128

@Résif

July 03, 2017
Tweet

Transcript

  1. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Nouveaux

    développements en électromagnétisme marin : applications scientifiques et industrielles Pascal Tarits IUEM & Mappem Geophysics
  2. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Plan

    • Rappel sur l’électromagnétisme en Géosciences et spécificité du domaine marin • A l’origine le profond • Croûte supérieure, oil&gas • Hydrates de gaz • Near shore / near surface • Perspectives : Ressources minérales marines Un grand merci à Tada-nori Goto, Kyoto U. pour m’avoir laissé utiliser certaines planches de son review paper
  3. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Sources

    en CSEM
  4. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Spectre

    du champ EM dans le domaine d'investigation
  5. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Résistivité

    électrique des matériaux terrestres Eau de mer : 0.25-0.33 -m Atmosphère: ~1011 -m
  6. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 B

    e B i Source : in the exosphere Induced currents P(m)∼500/√f σ Profondeur pénétration SW
  7. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Dimension

    source et/ou distance source/récepteur MT Source naturelle globale DC HF LF LP Source / émetteur temps/fréquence Source / émetteur DC 1 m 100 m 1km 10km 1000km
  8. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Specifics

    Specifics of Marine MT of Marine MT •Water environment •Water depth •Bathymetry/coast •Ocean currents
  9. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017

  10. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 EM

    at sea A few days > 1 year
  11. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Une

    grande variété de systèmes développés, en test, abandonnés, à l’étude
  12. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017

  13. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017

  14. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017

  15. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Instruments

    for deep investigations (a few km – a few 100 km)
  16. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017

  17. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Déploiement

    1 an ou plus Déploiement qq jours à qq semaines
  18. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017

  19. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Innovation

    pour ces systèmes: réduction en taille et en consommation
  20. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Quelques

    résultats de magnétotellurique profonde (déploiement de quelques mois à > 1 an)
  21. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017

  22. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Tada,

    Tarits, et al. 2016
  23. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Constable,

    2002 Méthodes électromagnétiques pour l’exploration Déploiement des récepteurs quelques jours Profondeur d’investigation quelques km Distances RX-TX 1- 20 km Fréquences ~1Hz
  24. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Geoexpro

    Dec 2007 A variety of configurations
  25. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017

  26. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Frame

    Weight Instrumentation spheres -Electronics -Acoustic transponder -Magnetometer Instrument 70kg in Air with weight 200kg in Air 40 kg in Sea Pipes 5m each For electric measurements Les récepteurs IUEM (MT et CSEM) Pas de source (trop chère à faire, à maintenir et mettre en oeuvre)
  27. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 CSEM

    Surface source wave form CSEM Surface source wave form Source towed at sea surface – 300 m +/- 400 A IUEM receiver 850 m in depth Frequency spectra of the wave form Wave form
  28. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 The

    source was tracked from E to W along the red track. The blue dot is the receiver. The E-field and B-field was obtained along the radial r and tangeancial () vectors and stacked every 160 sec in the following examples. The total offset was ~5500 m W E
  29. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Radial

    and tangeancial fields E and B field and the vertical magnetic field at several frequencies. At each frequency, the fields were normalised to the source strength at the same frequency. At long offsets the field is mostly online and shift to off-line at short offsets – note that the source it at the sea surface and the receiver at 850 m depth
  30. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Example

    of MT and CSEM survey for oil exploration (Ellinsrud et al. 2002)
  31. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Système

    à l’étude - sismique+csem
  32. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Les

    communautés académiques et industrielles développent des systèmes pour les hydrates de gaz A la poursuite des hydrates de gaz
  33. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Les

    clathrates sont électriquement résistants Le gaz dissous ou libre diminue la résistivité Accès à la quantité de gaz Allié à la sismique (BSR), objectif quantifier la source
  34. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Testé

    avec des systèmes conventionnels
  35. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Wetemeyer

    et al. 2016, leading edge
  36. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 Coupler

    émetteur et récepteurs
  37. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017

  38. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017

  39. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017 IRIS

    Instruments
  40. Workshop RESIF « Instrumentation Géophysique » 3-5 juillet 2017

  41. Nov 2016 Startup de l’IUEM, créée en janvier 2015 Transfert

    UBO→Mappem (1 brevet) SAS, pdg J.F. D’Eu, ingénieur CNRS, conseil scientifique P Tarits 3 CDI, 2 CDD, 1 Ciffre (tous de l’UBO)
  42. Expertise in Marine Electromagnetic Imaging • Imaging of the marine

    sub-bottom’s Resistivity o MAPPEM System • Electromagnetic environnement measurements o PASSEM System
  43. APPLICATIONS Sub-bottom geological nature / Coastal development (Near Shore) •

    Geotechnical survey • Drilling site positioning • Marine infrastructure (Wind, tidal and wave turbines) • Cable routes • Sand and sediments nature • Port and estuary development Buried objects localization • Cables • Pipelines • UXO Electromagnetic environnement measures • Impact assessment / MRE
  44. RESISTIVITY SURVEY Forme d’onde complète de DC à 50 kHz

  45. FEATURES • Near sea bottom towed instrument • Penetration up

    to 50m • Resistivity mapping • Independent of water depth • Submeter resolution • Realtime data visualisation
  46. THE MAPPEM SYSTEM FEATURES • 0.5 sec data rate •

    2-4 knots survey • 20 simultaneous electric sensors (PDP or DPDP layout) • Typically 40 Amps injection (max 100 Amps) • 24 bits resolution data acquisition • Navigation sensors (depth, altimeter, compass, tilts) • DGPS localization –USBL on demand
  47. COMPARISON MAPPEM – SEISMIC : BAY OF BREST

  48. Avantage du streamer près du fond en flottabilité nulle

  49. Les nouvelles perspective en EM marin: les ressources minérales profondes,

    notamment les dépots hydrothermaux fossiles
  50. None
  51. Neptune Minerals Nautilus exploration

  52. None
  53. None
  54. None
  55. None
  56. None
  57. Le projet français, principalement industriel (CMI) DOREMI (MAPPEM, UBO, Ixblue)

  58. Etat actuel: MELODI

  59. Pour conclure • L’EM marin est globalement assez en forme,

    notamment grâce à l’industrie O&G (quoique en berne actuellement) • Seuls les pays où le développement technologique pour la science n’est pas un vain mot bénéficie de programme de recherche publique pour l’EM marin (Allemagne, Japon, Chine, Canada) • Dans les autres pays, nécessité de forte collaboration industrielle (USA, France, UK)