Résonance Magnétique Protonique

Principe

Le principe physique de la RMP repose sur le fait que les protons qui constituent les noyaux d’hydrogène des molécules d’eau, placés dans un champ magnétique B_o (tel que le champ magnétique terrestre), possèdent des moments magnétiques non nul qui, à l’équilibre, sont alignés dans la direction de ce champ principal B_o (Fig. 1).
L’émission d’un champ magnétique perturbateur à une fréquence spécifique (dite fréquence de Larmor) modifie cet état d’équilibre et provoque une précession de des moments magnétiques autour de la direction du champ magnétique initial. Après coupure du champ excitateur, au cours du retour à l’état d’équilibre, un champ magnétique de relaxation est émis par les protons, constituant ainsi la réponse RMP. L’amplitude de ce champ est d’autant plus intense que le nombre de protons entrés en résonance est grand, et donc que la teneur en eau est importante. La fréquence spécifique à laquelle les protons sont excités est caractéristique de l’atome d’hydrogène et assure ainsi que la méthode est sélective. La très grande majorité des noyaux d’hydrogène présents dans le proche sous-sol sont ceux des molécules d’eau. Ceci implique que la méthode RMP renseigne spécifiquement et directement sur la présence ou l’absence d’eau dans le milieu étudié ainsi que sur les caractéristiques hydrodynamiques du milieu.

Le sondage RMP

Pour réaliser un sondage RMP, une antenne est déployée sur le sol, généralement selon un cercle ou un carré ayant un diamètre compris entre 20 et 120 m (Fig. 2), selon la profondeur des couches aquifères que l’on désire investiguer. Différentes géométries d’antennes sont prévues dans le logiciel d’acquisition de NUMIS, le dispositif RMP distribué par IRIS instrument. En particulier, l’antenne peut être déployée sous la forme d’un chiffre « huit » afin d’améliorer le rapport signal/bruit.