Hydraulic processes in porous media can be monitored in a minimally invasive fashion by time-lapse electrical resistivity tomography (ERT). The permanent installation of specifically designed ERT instrumentation, telemetry and information technology (IT) infrastructure enables automation of data collection, transfer, processing, management and interpretation. Such an approach gives rise to a dramatic increase in temporal resolution, thus providing new insight into rapidly occurring subsurface processes. In this paper, we discuss a practical implementation of automated time-lapse ERT. We present the results of a recent study in which we used controlled hydraulic experiments in two test cells at reduced field scale to explore the limiting conditions for process monitoring with cross-borehole ERT measurements. The first experiment used three adjacent boreholes to monitor rapidly rising and falling water levels. For the second experiment, we injected a saline tracer into a homogeneous flow field in freshwater-saturated sand; the dynamics of the plume were then monitored with 2D measurements across a 9-borehole fence and 3D measurements across a 3×3 grid of boreholes. We investigated different strategies for practical data acquisition and show that simple re-ordering of ERT measurement schemes can help harmonise data collection with the nature of the monitored process. The methodology of automated time-lapse ERT was found to perform well in different monitoring scenarios (2D/3D plus time) at time scales associated with realistic subsurface processes. The limiting factor is the finite amount of time needed for the acquisition of sufficiently comprehensive datasets. We found that, given the complexity of our monitoring scenarios, typical frame rates of at least 1.5–3 images per hour were possible without compromising image quality.

Les processus hydrauliques dans les milieux poreux peuvent être suivis avec un minimum de perturbation par la tomographie de résistivité électrique au cours du temps (ERT). Une station permanente d’instrumentation ERT spécialement adaptée, de télémétrie et de technologie de l’information, permet l’automatisation de la collecte, du transfert, du traitement, de la gestion et de l’interprétation des données. Cette approche conduit à une augmentation remarquable de la résolution temporelle, ce qui donne une nouvelle information sur les processus évoluant rapidement dans le sous-sol. Dans cet article, nous présentons une mise en œuvre pratique de l’ERT temporelle automatisée. Nous présentons les résultats d’une étude récente, où nous avons utilisé des expériences hydrauliques, contrôlées dans deux cellules de test à une échelle de terrain réduite, afin d’explorer les conditions limitantes d’un suivi des processus par des mesures d’ERT entre forages. La première expérience a utilisé trois forages adjacents pour observer des niveaux d’eau montant et descendant rapidement. Dans la seconde expérience, nous avons injecté un traceur salin dans un champ d’écoulement homogène, dans des sables saturés en eau douce; la dynamique du panache a ensuite été observée par des mesures en 2D à la traversée d’une barrière de neuf forages et par des mesures en 3D au sein d’un maillage de 3×3 forages. Nous avons examiné différentes stratégies pratiques de collecte de données et montrons qu’une simple réorganisation des schémas de mesures d’ERT peut aider à harmoniser la collecte de données avec la nature du processus étudié. La méthodologie de l’ERT temporelle automatisée s’est avérée très performante dans différents scénarios de suivi (2D/3D temporels), à des échelles de temps associées à des processus réalistes se déroulant dans le sous-sol. Le facteur limitant est la durée de temps finie nécessaire à l’acquisition d’ensembles de données suffisamment complets. Nous avons trouvé que, étant donné la complexité de nos scénarios de suivi, des vitesses typiques de clichés d’au moins 1,5–3 images par heure étaient possibles sans compromettre la qualité des images.