L'enseignement de la géophysique appliquée à la Faculté des Sciences de Strasbourg en 1935

Communication d'Edmond Rothé, directeur de l'Institut de Physique du Globe,
au Congrès international des mines, de la métallurgie et de la géologie appliquée à Paris en 1935.


Je ne m'occuperai pas, dans cet exposé, des études supérieures proprement dites de géophysique. Elles conduisent à la licence ès-sciences, aux divers doctorats, comme les autres disciplines de nos facultés. Je ne m'arrêterai dans cet article qu'aux enseignements spéciaux conduisant au diplôme d'ingénieur géophysicien....
Il eût été bien fâcheux de négliger la géophysique appliquée en France où a pris naissance une des méthodes les plus élégantes de la prospection : la méthode électrique, imaginée par l'Alsacien Conrad Schlumberger, ingénieur en chef et professeur à l'Ecole des Mines. Mais ce n'est pas seulement l'électricité qui peut nous servir. On peut dire que la plupart des chapitres de la physique sont susceptibles d'intervenir en prospection, et ceci a entraîné un grand mouvement à la fois scientifique et industriel. Former en France un corps de prospecteurs exercés dans tous les domaines de la géophysique, telle fut l'idée directrice de l'Institut de Physique du Globe de Strasbourg lorsqu'il compléta, à l'Université de cette ville, l'enseignement de la géophysique par la préparation à un diplôme d'ingénieur-géophysicien. Qu'il soit permis au directeur et fondateur de cet enseignement d'en résumer les bases. J'indiquerai ci-dessous le programme de l'enseignement spécial et décrirai le matériel qui a été spécialement acquis à cet effet.

Méthode magnétique

L'écueil de la méthode magnétique est de procéder seulement à des mesures de variations, sans contrôle suffisamment fréquent par des mesures absolues. Aussi tenons-nous à ce que les élèves soient exercés d'une manière complète aux mesures absolues (boussole de Chasselon pour la mesure de la déclinaison et de la composante horizontale du champ terrestre - boussole d'inclinaison).
D'autre part il est utile, au cours des prospections, de pouvoir suivre la variation diurne. A cet effet on installe dans la région une station fondamentale avec des appareils semi-portatifs à inscription photographique (balance Rothé-Carpentier inscrivant les variations de la composante verticale, la température et une ligne de repère - appareil de Kohlrausch pour les variations de la composante horizontale).
Les variations qui sont utilisées dans la prospection proprement dite sont mesurées par les variomètres classiques (balance de Schmidt pour la composante verticale - balance de Haalck pour la mesure des deux composantes et le repérage des stations au théodolite).
Les élèves sont exercés sur le terrain à la belle saison et au cours de l'hiver procèdent à des études théoriques : exercices de calcul sur failles, noyaux, couches à deux dimensions... En outre ils mesurent au laboratoire les susceptibilités magnétiques des échantillons qui leur sont fournis par la balance magnétique de Curie et Chêneveau.

Méthode électrique

La méthode de la carte des potentiels, la mesure des résistivités, sont toutes deux possibles avec des résistances et des potentiomètres appropriés : galvanomètre ou téléphone suivant les cas.
On applique la méthodes des électrodes de Wenner pour l'étude des résistances apparentes et la détermination de la profondeur des couches et de la position des failles. Un dispositif plus léger est fourni par le Megger. Un modèle plus perfectionné sert dans le cas où les terrains sont très résistants et ne peuvent être traversés que par un courant de faible intensité.
Pour la méthode électro-magnétique du cadre, on forme sur le sol un grand circuit et on étudie les caractéristiques du champ à l'aide d'un cadre orientable. On emploie également le parleur Boucherot, que l'auteur a utilisé pour le tracé des lignes de force.
Toutes ces opérations sont précédées d'une révision des mesures électriques au laboratoire.

Méthode gravimétrique

La balance de gravitation d'Eötvös constitue la partie fondamentale de cette méthode. L'Institut possède le modèle transportable ainsi que tous ses accessoires. Des graphiques et abaques ont été étudiés et construits et servent aux corrections pour les divers procédés passés en revue au cours de l'hiver. Les élèves utilisent aussi des modèles IPGS simples les mettant à même par des manipulations faciles de bien pénétrer l'esprit de la méthode. Des exemples de couches géologiques telles que dômes de sel, couches inclinées, dykes, sont calculés à l'avance; des diagrammes permettent d'effectuer le dépouillement sur des exemples de profils géologiques.

Méthode séismique

Si l'Institut ne possède pas encore de géophones électro-dynamiques, il a à sa disposition des modèles solides et sensibles du sismographe Mintrop (appareil vertical et horizontal à inscription photographique) et un accélérographe. D'ailleurs l'Institut de Physique du Globe de Strasbourg étant le siège du Bureau Central Séismologique, tous les candidats au diplôme de géophysicien ont l'avantage de pouvoir profiter non-seulement d'un enseignement très détaillé sur la séismologie, mais de toutes les ressources du Bureau Central de l'Union Géodésique et Géophysique Internationale. La théorie du séismographe est donc traitée d'une manière complète. Une table d'essai avec un appareil Rothé-Remy de synthèse des vibrations réalise des tremblements de terre artificiels. Les vitesses de propagation dépendant des propriétés élastiques des roches, celles-ci sont étudiées de diverses manières et en particulier par la méthode de la bille (empreintes ou rebondissements, appareil Oddone).

Méthode radiologique

L'étude de la radio-activité a reçu récemment des applications en prospection. Non seulement on peut étudier l'émanation des gaz extraits du sol, mais aussi la radiation pénétrante sur laquelle est fondée une véritable méthode de prospection. Aussi les élèves sont-ils exercés à l'étude radio-active des minéraux par les rayons alpha et gamma et à l'étude de l'émanation. L'ionisation de l'air est mesurée par les méthodes de Gerdien et de Langevin , avec des aspirateurs convenables. Les minéraux sont étudiés par le dispositif Curie (électromètre, condensateur, quartz piézo-électrique). Sur le terrain on emploie l'électroscope modèle Rothé et la cage de quartz de Kohlhörster.

Méthode thermique

La méthode thermique est encore plus récente que la radiologique. L'Institut possède tout le matériel nécessaire à cette étude, à savoir des galvanomètres transportables avec soudure thermo-électrique (construction Moll de Delft ou Carpentier de Paris). Il est naturellement indispensable d'effectuer de petits sondages pour pouvoir placer les soudures à des profondeurs convenables. Aussi a-t-il fallu adjoindre à ce matériel un appareillage de sondage à main : trépan, tarière, tubes d'acier...

Les futurs prospecteurs doivent être exercés non-seulement aux mesures proprement dites, mais à la vie sur le terrain. Il s'agit en particulier d'obtenir le meilleur rendement possible par les différents procédés. On s'applique à indiquer aux élèves les moyens de réduire le temps des opérations. Un matériel de couchage leur permet à la belle saison de passer la nuit au lieu même des expériences. Une camionnette automobile, acquise depuis plusieurs années, facilite le transport.
Malgré cela il y a encore, à cause de la longueur des trajets depuis Strasbourg, une perte de temps, et c'est pourquoi j'ai réussi à faire construire dans les Vosges, au col du Welschbruch, dans le massif Sainte Odile - Hohwald un chalet-laboratoire où les étudiants peuvent travailler et coucher. Un grand terrain sert aux manipulations : c'est d'ailleurs le massif même de cette montagne qui fait l'objet des études. A côté de ce chalet a été construite une station magnétique, de telle manière que pendant les prospections magnétiques en montagne la variation diurne soit inscrite dans la région même de la prospection.

Il m'a semblé utile d'indiquer au Congrès de géologie appliquée les efforts faits par l'Institut de Physique du Globe de Strasbourg pour rassembler un tel matériel et des ressources de travail qui, je l'espère, seront appréciées des géologues. Il ne suffit pas de faire des cours. Il faut encore exercer les élèves à la pratique avec un matériel qui est déjà considérable.