Analyse conjointe de magnétotellurique et de gravimétrie tridimensionnelles pour imager les ressources géothermiques : implication sur le mode de distribution de la ressource en République de Djibouti

Constraint inversion of magnetotelluric and three-dimensional gravimity to image geothermal resources : implication on the distribution of the resource in the Republic of Djibouti

• Auteur / Autrice : Rachid Robleh Ragueh
• Direction : Pascal Tarits
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences marines
• Date : Soutenance le 14/12/2023
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Géo-Océan (Plouzané, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Christel Tiberi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascal Tarits, Christel Tiberi, Guy Marquis, Anne Briais, Pierre Wawrzyniak
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christel Tiberi, Guy Marquis

Mots clés

Mots clés contrôlés

Prospection magnétotellurique

Gravimétrie (géophysique)

Djibouti

Modèles mathématiques

Énergie géothermique

Mots clés libres

Asal

Inversion contrainte

Magnétotellurique

Gravimétrie

Géothermie

Exploration

Asal

Constraint inversion

Magnetotelluric

Gravity

Geothermal

Exploration

Résumé

Avant d’exploiter une ressource géothermique dans un contexte volcanique tel que le rift d’Asal, il est nécessaire d'acquérir une meilleure connaissance du sous-sol, pour l’objectif de localiser le réservoir géothermique et évaluer la ressource (perméabilité, température, etc.). Pour ce type de ressource, les méthodes d’exploration géophysiques sont essentielles (comme par exemple la gravimétrie, la sismique, la magnétotellurique, etc.). Cependant, un type de donnée particulier n’a pas nécessairement la résolution et la sensibilité. De plus, les inversions individuelles de ces données géophysiques sont confrontées à l’ambiguïté de la non-unicité de la solution inverse. Dans le cadre de ma thèse, je présente une nouvelle approche linéaire de l’inversion gravimétrique en utilisant la contrainte du modèle de résistivité MT. Ces approches ont été testées et validées sur des données synthétiques. J’ai appliqué la technique de l'analyse en composantes principales afin de synthétiser les modèles de densité obtenue sur le rift d’Asal. A l’échelle du rift d’Asal, j’ai pu définir deux processus dominants agissant différemment sur la densité et la distribution de la résistivité en profondeur, à savoir l'activité géothermique du rift et le contrôle structural de la tectonique active. Dans les zones des forages, les modèles obtenus ont mis en évidence la distribution de la fracturation et des failles.

Before exploiting a geothermal resource in a volcanic context such as the Asal rift, it is necessary to acquire a better understanding of the subsurface, with the aim of locating the geothermal reservoir and assessing the resource (permeability, temperature, etc.). For this type of resource, geophysical exploration methods are essential (e.g. gravity, seismic, magnetotelluric, etc.). However, one particular type of data does not necessarily have the resolution and sensitivity. Moreover, individual inversions of these geophysical data are confronted with the ambiguity of the non-uniqueness of the inverse solution. In my thesis, I present a new linear approach to gravity inversion using the constraint of the MT resistivity model. This approach has been tested and validated on synthetic data. I applied the technique of principal component analysis to synthesize the density models obtained on the Asal rift. At the scale of the Asal rift, I was able to define two dominant processes acting differently on density and resistivity distribution at depth, namely rift geothermal activity and the structural control of active tectonics. In the drilling zones, the models obtained highlighted the distribution of fracturing and faults.