Sismique-réfraction : vitesse du substratum d’après la pente de l’onde réfractée
Coupe à deux couches inconnue. Relevez la première arrivée aux grandes distances et déterminez v₂ par l’ajustement de t en fonction de x.
Objectif
Déterminer v₂ d’après la branche de l’onde de tête t = t₀ + x/v₂. La pente de t en fonction de x vaut 1/v₂.
Matériel
- Point de tir
- Profil de géophones
- Coupe à deux couches inconnue
- Chronomètre de première arrivée
Expérience
Théorie
Si la couche inférieure est plus rapide, aux grandes distances la première arrivée est l’onde de tête. Son hodographe est linéaire : dt/dx = 1/v₂. Le banc cache v₁, v₂, H et toute indication « tête possible ». Le temps du géophone en direct est l’instrument. Prenez des distances bien au-delà du point de croisement ; la branche réfléchie à courte distance n’est pas une droite de pente 1/v₂.
Mode opératoire
- Les vitesses des couches et l’épaisseur sont cachées. Ne réglez que l’écartement du géophone x.
- Suivez le temps de première arrivée en direct. Notez aux grandes distances (environ à partir de 40 km), où la première arrivée est l’onde de tête.
- La ligne conserve x et t. Recommencez pour au moins 6 écartements sur un large intervalle.
- Ajustez t en fonction de x ; v₂ = 1 / pente. Comparez à la valeur de référence et formulez la conclusion.
Conclusion
La v₂ trouvée s’accorde avec le substratum caché. Sources d’erreur : mélange avec des temps de réflexion à courte distance et bruit du chronomètre.