Une étude sismique est utilisée pour étudier la structure souterraine de la Terre et est principalement utilisée pour l’exploration pétrolière et gazière. Cette méthode utilise les principes de la sismologie réflexive pour acquérir et interpréter les données sismiques, ce qui permet d’estimer la composition de la Terre. La technique est similaire à celle utilisée par les tomographies axiales informatisées (CAT), impliquant l’analyse des ondes sismiques qui traversent la Terre.
Lorsqu’une étude sismique est menée, les ondes sismiques sont généralement générées par de la dynamite ou par des vibrateurs spéciaux montés sur des camions. Ces camions vibroseis, comme on les appelle, sont souvent utilisés si l’utilisation de dynamite pourrait causer de graves dommages à l’environnement, comme dans les zones caverneuses. Les camions utilisent de lourdes plaques métalliques pesant plus de 3 tonnes (2.72 tonnes métriques) qui sont placées en contact avec le sol, et qui sont ensuite frappées avec de lourds marteaux.
Au fur et à mesure que les ondes sismiques traversent la Terre et rencontrent différents matériaux, une partie de leur énergie est réfléchie par les frontières entre les différentes strates tandis que d’autres ondes passeront à travers. L’énergie réfléchie retourne à la surface, où sa vitesse et sa force sont mesurées par des détecteurs spéciaux, appelés géophones. Les géophones convertissent le mouvement du sol en signaux électriques, qui sont ensuite numérisés par des sismomètres. Ces signaux sont ensuite traités par des ordinateurs ; plus la géologie de la zone étudiée est complexe, plus la puissance de calcul nécessaire pour traiter les quantités massives de données est importante.
La vitesse et la force des ondes réfléchies dépendent de la densité des strates qu’elles rencontrent. La roche devient plus dense à mesure qu’elle se trouve sous terre, mais les poches de gaz et de pétrole ont une densité beaucoup plus faible. Plus le matériau est dense, plus les ondes seront réfléchies rapidement. Lorsque les ondes sismiques rencontrent des matériaux de densité inférieure, une plus grande partie de leur énergie passe à travers. En analysant le temps nécessaire à la réflexion des ondes, les géologues peuvent construire une image précise du sous-sol en utilisant l’interprétation sismique 3D.
Lorsqu’elle est utilisée dans l’exploration gazière et pétrolière, une étude sismique peut révéler des poches de matériaux de densité inférieure et leur emplacement. Cela ne garantit pas nécessairement que ces poches contiennent du pétrole ou du gaz, car cela pourrait indiquer tout autre matériau de densité inférieure, comme l’eau. Malgré cela, la grande variété et la fiabilité des données collectées sont inestimables et incluent la composition et la solidité du sol, la profondeur du substratum rocheux et des nappes phréatiques, la structure de la roche et bien plus encore. Ces informations ont une valeur à la fois académique et commerciale.
En plus de l’exploration pétrolière et gazière, une étude sismique peut être utilisée dans d’autres applications commerciales. Ceux-ci peuvent inclure la recherche de métaux et de pierres précieux, tels que l’or alluvial, les diamants ou le platine, ou d’autres ressources, telles que le gravier, le sable et les sites de carrière. Les relevés sismiques sont également utilisés pour aider à prévenir les déversements de pétrole en surveillant la stabilité du sol où les pipelines seront construits.