Value of laboratory measurements on samples for electrical resistivity and induced polarization field data analysis

Intérêt des mesures en laboratoire sur des échantillons pour analyse de données terrain de résistivité électriques et polarisation provoquée

¹ NAGA GEOPHYSICS, 73000 Chambéry, France
² Université Savoie Mont-Blanc, CNRS, UMR 5204, Laboratoire EDYTEM, 73370 Le Bourget du Lac, France
³ Laboratoire GeoRessources, 54505 Vandœuvre-lès-Nancy, France

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Abstract

The quantitative interpretation of electrical geophysics imaging remains a challenge in hydrogeology, geotechnical engineering, and environmental studies. This work introduces a methodology that integrates laboratory-based petrophysical measurements with geoelectrical field imaging (electrical resistivity ERT and induced polarization IP) for improved calibration and analysis of these data. By characterizing representative samples under controlled conditions, we establish quantitative relationships between electrical properties and key parameters such as temperature, water content, clay fraction, and permeability. The relationships obtained are then used to convert ERT/IP imageries into quantifiable petrophysical properties. Applications demonstrate a high degree of consistency between the inverse models and surface observations or in-situ measurements of physical parameters, thereby reducing interpretation ambiguities. This approach enhances the quantitative value of geoelectric imaging by providing a reproducible framework for linking electrical properties and petrophysical parameters and paves the way for future developments.

Résumé

L’interprétation quantitative de l’imagerie géophysique électrique reste un défi dans les domaines de l’hydrogéologie, de la géotechnique et des études environnementales. Ce travail présente une méthodologie qui intègre des mesures pétrophysiques en laboratoire et l’imagerie géoélectrique (résistivité électrique ERT et polarisation provoquée PP) sur le terrain afin d’améliorer l’étalonnage et l’analyse de ces données. En caractérisant des échantillons représentatifs dans des conditions contrôlées, nous établissons des relations quantitatives entre les propriétés électriques et des paramètres clés tels que la température, la teneur en eau, la fraction argileuse et la perméabilité. Les relations obtenues sont ensuite utilisées pour convertir les imageries ERT/PP en propriétés pétrophysiques quantifiables. Les applications démontrent un haut degré de cohérence entre les modèles convertis et les observations de surface ou les mesures in situ des paramètres physiques, réduisant ainsi les ambiguïtés d’interprétation. Cette approche améliore la valeur quantitative de l’imagerie géoélectrique en fournissant un cadre reproductible pour relier les propriétés électriques et les paramètres pétrophysiques, et ouvre la voie à de futurs développements.