Bouka Biona, T.-F. ; Van Noten, Koen ; Lecocq, Thomas ; Graveleau, F. ; Chanier, F. ; Watremez, L. ; Bossennec, C. ; Lee, F.-Y. ; Frich, N.

Poster presented at 29e édition de la Réunion des Sciences de la Terre, Montpellier, France on 2025-10-27

Abstract: Dans le Nord de la France, la connaissance géologique du sous-sol, constitué d'une couverture méso-cénozoïque pluri déca- à hectométrique discordante sur un socle paléozoïque, est nécessaire pour différents enjeux de gestion et d'usage du territoire : géoressources (hydrogéologie, géothermie) ou géorisques (effondrement de cavités, aléa sismique). Nous avons appliqué sur les territoires contigüs de la Métropole de Lille et de la Pévèle, dans le Nord de la France, une approche de géophysique de type sismique passive afin de déterminer précisément la profondeur du socle paléozoïque. Cette approche utilise le rapport spectral horizontal/vertical (HVSR) de micro-tremors d'origine anthropique (bruit ambiant) pour établir une relation empirique de type "loi-de-puissance" entre une fréquence de résonance (f₀) de la couverture au-dessus du socle, en fonction de son épaisseur (h). Cette loi-de-puissance a été calibré au niveau de 40 sites de forage de la Banque de Données du Sous-Sol (BSS) du BRGM pour lesquels la profondeur du socle paléozoïque était précisément connue (entre 30 et 200m). La relation empirique h = 196,426⋅f₀−1,334 a fourni la meilleure conversion de profondeur, avec une erreur de prédiction de 10 à 15 %. Outre l'observation d'un pic de résonance majeur associé à l'épaisseur de la couverture méso-cénozoïque, un second pic de résonnance plus superficiel a été observé sur de nombreux sondages de la métropole de Lille. Ce pic semble associé aux bancs phosphatés (hardground) des "tuns" présents dans les craies du Turonien-Coniacien, dont il semble, par ce moyen, possible de localiser la profondeur. Aucune loi empirique pour ce niveau ne semble à ce stade de nos investigations déterminable. Grâce à cette loi empirique, il devient de fait possible de déterminer facilement et rapidement une profondeur du socle paléozoïque loin de sites de forages BSS connus. Ceci présente un intérêt appliqué fort pour la géothermie qui cible dans la région lilloise les calcaires du Carbonifère. En outre, cette méthode permet d'illustrer des morphologies de socle présentant soit 1) des décalages témoins de la présence de failles de socle, ou bien 2) des changements graduels témoins de la présence de poches de dissolution profondes (potentiellement datant du Crétacé inférieur - Wealdien).

Keyword(s): Sismologie ; Rapport spectral H/V ; Mélantois ; Pévèle ; Hauts de France