Geophysical characterisation of karstic networks – Application to the Ouysse system (Poumeyssen, France)

In the framework of the management of karstic aquifers, geophysical reconnaissance can be used to locate conduits and caves, and to characterise the surrounding limestone matrix. Suitable characterisation of heterogeneities in the karstic environment is, however, challenging for ground-based geophysical methods. The present article describes the results, and evaluates the response and accuracy of combined geophysical measurements carried out at the Poumeyssen test site in France, involving electrical resistivity imaging (ERI), magnetic resonance sounding (MRS), “mise-à-la-masse” electrical mapping, and seismic tomography. This site provides the opportunity to study a relatively wide, shallow, water-filled conduit whose location and shape are known from topographic work carried out by cave divers. Seismic and MRS provided the exact location and width of the conduit, to within a few meters. The seismic and electrical data suggest that the limestone medium surrounding the conduit is not homogeneous.

RésuméDans le cadre de la gestion des aquifères karstiques, les prospections géophysiques permettent de localiser les conduits/cavités et de caractériser la matrice calcaire encaissante. La caractérisation des environnements karstiques par les méthodes de géophysique de surface est néanmoins difficile, en raison de la complexité des hétérogénéités de ces milieux. Cet article décrit les résultats et évalue la performance de plusieurs prospections géophysiques (imagerie de résistivité électrique, profil de sondages de résonance magnétique des protons [RMP], cartographie électrique de mise-à-la-masse et tomographie sismique) effectuées sur le site test de Poumeyssen (France). Ce site offre la possibilité d’étudier un conduit karstique relativement large, peu profond, plein d’eau et dont la position en surface et la forme sont connues grâce à des reconnaissances spéléologiques. La tomographie sismique et la RMP fournissent les caractéristiques du conduit (localisation et taille). La sismique et les données électriques indiquent que le milieu calcaire encaissant n’est pas homogène.