Termín gravimetrie má různé významy v závislosti na polích, ve kterých se používá.
V geofyzice je gravimetrie takzvanou potenciální metodou, která studuje prostorové variace pole gravitace , zejména měřením hodnot gravitace .
Gravitace Země , g , je výsledkem převážně gravitační síly a má hodnotu přibližně 9,8 N / kg. Liší se však podle zeměpisné šířky (9,83 N / kg na pólech oproti 9,78 N / kg na rovníku ) v důsledku rotace Země ( odstředivá síla intenzivnější na rovníku než na pólech) a zploštění zeměkoule na pólech a lokálně se mění v důsledku heterogenního rozložení různých sousedních hmot (hory, jámy atd.). Tyto variace jsou také dočasné kvůli pohybům způsobeným přílivem a odlivem , deskovou tektonikou , tajícími ledovci atd.
Studovat ji lze dvěma doplňujícími metodami: vesmírnou gravimetrií, která využívá oběžné dráhy satelitů vyvolané pozemským geoidem (vracíme se tak zpět k měřítku 100 km , ale pro celou planetu) a další místní gravimetrií - geodézií ale přesnější.
Měření gravitace na zemském povrchu dávají geofyzikům prostředky k modelování geologické struktury podloží. Protože měření gravitačního pole jsou pouze úměrná hustotě hornin, budou modely podloží hustotní modely.
GravimetryPoužitými zařízeními jsou gravimetry, které měří relativní hodnoty gravitace s extrémní přesností ( minimálně 10 - 9 ). Pokud s nimi může manipulovat jedna osoba, přesto vyžadují přesné nastavení výškoměru (přesnější než centimetr, tedy existence výškoměrných referenčních značek). Snadno se používají v jakékoli klimatické, geografické a reliéfní situaci, tj. V horách, lesích, pláních, městech, podzemních štolách, na zamrzlých jezerech, ledovcích atd.
Nejčastěji se jedná o hmotu deformující pružinu. Přesnější zařízení se skládají z kovové hmoty pohybující se v supravodivé cívce : intenzita proudu umožňující levitaci tohoto koreluje s gravitačním zrychlením.
Po akvizici měření a jejich ověření je geofyzik musí opravit těchto opatření nadmořská výška a reliéf, stejně jako účinky slapové síly od Měsíce a Slunce . Porovnáním měření s teoretickými hodnotami gravitace ve stejném měřicím bodě jsme vyvinuli takzvanou Bouguerovu anomálii ( Pierre Bouguer ( 1698 - 1758 )). Tato první interpretace může vést ke kvantitativní analýze vývojem 2D , 2,5D nebo 3D geometrického modelu geologického podloží. Je třeba věnovat pozornost tomu, aby byly pracovní hypotézy spojeny s uznávanými prvky z jiných geofyzikálních metod nebo přímo z mechanického vrtání.
Prostorová gravimetrieTrajektorie umělé družice létající v malé výšce je přímo ovlivněna hodnotou g . Odchylka nadmořské výšky proto umožňuje toto odhadnout. Tato technika se používá od 80. let.
V roce 2000 byl vypuštěn satelit CHAMP . V roce 2002 následoval systém GRACE ( Gravity Recovery and Climate Experiment ) . Ten druhý se skládá ze dvou satelitů, které na sebe na nízké oběžné dráze těsně navazují a jejichž relativní polohy jsou určovány s extrémní přesností. Prostorové rozlišení je pak řádově 400 km . Na Zemi byl vypuštěn satelit GOCE ( gravitační pole a ustálený průzkum oceánské cirkulace ), který poskytoval ještě lepší přesnost17. března 2009. V roce 2018 byla zahájena druhá mise GRACE: GRACE-FO. Od prvního se liší přidáním experimentálního laserového interferometru používaného k ještě větší přesnosti měření vzdálenosti mezi dvěma satelity.
Aplikace jsou velmi různorodé, zejména pokud jde o charakterizaci vodonosné vrstvy , dutiny, ledovce , solné kopule , archeologického naleziště , ložiska rudy, sedimentární pánve nebo struktury pohoří. Vzdušná gravimetrie umožňuje studovat velké oblasti v krátkém čase, ale s menší přesností než pozemská gravimetrie: tato technika poskytuje výsledky použitelné pro průzkum ropy a těžby. Umožňuje také posoudit tloušťku polárních čepiček a pomoci tak odhadnout globální oteplování . Umožnilo objevení starodávných kráterů, které se díky erozi staly neviditelnými, například kráter Morokweng v Jižní Africe .
V metalurgii a minerurgii se gravimetrie týká souboru technik pro oddělování minerálů , které působí podle rozdílu hustoty těchto minerálů. Tyto techniky se používají zejména při zpracování minerálů ke koncentraci rud . Používají se také v oblasti recyklace , například k separaci plastů různé hustoty.
Jako příklad bude zmíněna technika „hustého výluhu“, která spočívá v přípravě kapalné fáze střední hustoty mezi těmi ze dvou minerálů, které mají být separovány. Jeden z minerálů bude plavat, druhý se bude potápět, abychom je mohli sbírat samostatně. Je tedy možné oddělit rudu od jejího sterilního hlušiny. Tato technika je účinná, pouze pokud je dostatečný rozdíl v hustotě mezi uvažovanými minerály. Nejčastěji vyžaduje předchozí granulometrickou přípravu (například drcení).
Měření prachu gravimetricky je referenční metodou, která využívá vážení s přesným vyvážením . Po určitou dobu se odebírá vzorek vzduchu, plynu nebo kouře. Prach se usazuje na filtru , který jsme předem pečlivě kalibrovali . Potom stačí prachový filtr zvážit a udělat rozdíl. Metoda odběru vzorků a metoda vážení jsou standardizovány ( NF EN 13284-1, NF X44052).
Toto je upřednostňovaná metoda pro kontrolní laboratoře, které musí zejména provádět měřicí kampaně v průmyslových zařízeních.
Tato metoda se také používá k měření okolního vzduchu monitorovacími sítěmi kvality ovzduší . Místem odběru vzorků může být znečištěná oblast nebo uprostřed přírody, daleko od jakéhokoli znečištění. Obsluha musí být schopna čas od času přijít a vyměnit filtry. Aby se výrobci vyhnuli příliš častým cestám, vyvinuli více či méně automatizované systémy, které mohou zajistit výměnu filtrů a dokonce i vážení (tato automatizovaná metoda je sama o sobě standardizovaná).
Výhodou měření vážením je schopnost pokrýt nízké nebo velmi velké koncentrace, protože je možné upravit dobu nanášení na stejný filtr (například 2 hodiny, 24 hodin).