Résistivité électrique

La résistivité électrique est la propriété physique du sol qui caractérise sa capacité à s’opposer au passage d’un courant électrique. La circulation du courant électrique à l’intérieur du sol dépend de la nature de ce dernier (granulométrie, présence d’éléments grossiers) et de son état au moment de la mesure (teneur en eau, structure, température). 

La résistivité électrique est inversement proportionnelle à la conductivité du fluide poral. On peut donc utiliser cette mesure comme méthode indirecte pour caractériser le fonctionnement des sols et leur organisation mais aussi localiser les sources de pollution, délimiter un panache de polluants.

La méthode repose sur la mesure de différences de potentiel électrique associées à l’injection d’un courant électrique. La loi d’Ohm permet de calculer la résistivité électrique dite apparente. Cette valeur résulte de la contribution de toutes les portions du milieu qui sont traversées par le courant émis en surface. Ainsi, la mesure représente une valeur qui intègre les résistivités sur un certain volume du sous-sol. 

La technique d’acquisition consiste à réaliser des profils en augmentant régulièrement l’espace entre les électrodes. L’ensemble des mesures obtenues permet de reconstruire la distribution de résistivité au droit du profil par inversion mathématique. Un panache de pollution est identifié par une zone anomalique contrastant avec l’encaissant géologique sain. Il peut être plus ou moins résistant que l’encaissant. 

Influence d’une pollution sur la résistivité électrique :

Dans le cas d’une recherche de pollution, la résistivité électrique caractérise la composition du fluide poral, et donc l’état de dégradation du polluant. Un polluant pur non dégradé est très souvent résistant et se caractérise par une anomalie résistante. 

Dans les panaches de pollution où le polluant s’est dégradé, les concentrations en polluants organiques et en ions augmentent la conductivité électrique de l’eau, et donc la conductivité électrique du sol ou des sédiments. Ainsi, le panache de pollution est caractérisé par des valeurs de résistivité électrique plus faibles que l’encaissant.

Dans le cas de pollution aux métaux, le panache de pollution est toujours plus conducteur que l’encaissant non pollué. 

Légende des tableaux 1, 2 et 3 suivants : 

✅ = Technique applicable
❌ = Technique inapplicable

Milieu :

Le tableau 1 ci-dessous indique les milieux pour lesquels la résistivité électrique est applicable ou non :

Type de sol :

Le tableau 2 ci-dessous indique les types de sols pour lesquels la résistivité électrique est applicable ou non :

Hydrogéologie :

Le tableau 3 ci-dessous indique les conditions hydrogéologiques dans lesquelles la résistivité électrique est applicable ou non :

Le tableau 4 ci-dessous indique les polluants caractérisables ou non au moyen de la résistivité électrique.

Légende du tableau 4 :
✅ = Polluant caractérisable
❌ = Polluant incaractérisable

Le tableau 5 ci-dessous indique les étapes aux cours desquelles la résistivité électrique est utilisable ou non.

✅ = Technique utilisable
❌ = Technique inutilisable

Semi-quantitatif : ces résultats sont utilisés pour délimiter les zones polluées et suivre un panache de polluants. 

Avantages :

La Résistivité électrique présente les avantages suivants :

• Technique non destructive et non intrusive,
• Délai d'exécution rapide,
• Mise en œuvre simple,
• Pilotage à distance pour le suivi de dépollution,
• Surfaces importantes à moindre coût.

Inconvénients :

Les inconvénients et les facteurs limitants de cette technique sont les suivants :

• Présence d’interférences,
• Mesure indirecte (sans identification directe),
• Investigations complémentaires obligatoires,
• Opérateur expérimenté requis,
• Nécessité d’un contact électrique de qualité avec le sol,
• Interprétation complexe. 

Location du matériel : +/- 1000€ HT par semaine. 

Techniques éprouvée : La résistivité électrique est de loin le paramètre géophysique le plus couramment mesuré dans le cadre de la gestion des sites et sols pollués.

Les EPIs ne sont pas obligatoires lors de l’utilisation de l’appareil mais le port des chasubles est conseillé en fonction de la localisation des analyses (sites privés, au bord des routes, champs, etc.).

Bibliographie :

El Idrissi M.R., (1997)
Diagnostic de la salure des sols par mesures de résistivité électrique ‘‘In situ’’ Rapport ORSTOM, 69p.

Giot G. et Seger M., (2019)
Un dispositif pédagogique de mesure de la résistivité électrique : Illustrer par l’expérience l’apport des méthodes géophysiques pour la caractérisation des propriétés du sol, 26, Etude et Gestion des Sols, 125-131

MTE, INERIS, ADEME, BRGM (2021)
Guide Fiches techniques innovantes  / v.1 
https://ssp-infoterre.brgm.fr/fr/guide/fiches-ssp-techniques-innovantes

Naudet V., (2004)
Les méthodes de résistivité électrique et de potentiel spontané appliquées aux sites contaminés. Géophysique [physics.geo-ph]. Université de droit, d’économie et des sciences Aix-Marseille III, 2004. Français. NNT: tel-00007727

Seger M., Bourennane H., Mistou M-N., Pasquier C., Giot G., Ubertosi M., Cousin I., (2020)
La mesure de résistivité électrique - un outil d’aide à la cartographie des sols. L’exemple de l’Unité expérimentale d’Epoisses. Cahier des Techniques de l’INRA, pp.117-122.