Brevet FR2003593A1 — publié le 19691107

aa mil*. 2003593 69 06772 , La présente invention concerne le doaaine de la géophysique et plus spécialement un système perfectionné de prospection géophysique qui utilise des signaux émis par dos stations radio éloignées, en particulier celles fonctionnant dans la "bande 5 des très "basses fréquences. Au cours des dernières années, un certain nombre d'émetteurs radio à très "basses fréquences do très grande puissance, fonctionnant dans la bande comprise ontru 14 et 30 kilohertz environ, ont été construits par la Marine des Etats-Unis d'Amérique et 10 d'autres organisations dans le monde entier, les signaux émis par ces stations se j>ropagent sous forme d'unn onde de sol sur des milliers de kilomètres et pénètrent profondément au-dessous de la surface de la terre en fonction de la fréquence et de la conductibilité de la terre. L'onde de sol induit des courants de Foucault 15 dans des nappes ou couches conductrices inclinées comme des zones géologiques faillées, des gisements graphitiques, des filons de contact et des corps de minerais le sulfure a et. elle est» également; associée à de petits courants qui circulent dans des directions qui sont radiales par rapport à l'émetteur, dans la terre homogène 20 ou horizontalement stratifiée. •La présente invention utilise l'onde do sol produite par des sources électromagnétiques comme des émetteurs à très basses fréquences poux* détecter la présence do couches conductrices inclinées dans le soubassement, pour mesurer l'orientation de 25 ces couches et d'une façon générale pour identifier la présence d'un, manque d'homogénéité dans la conductibilité de la terre. L'invention est fondée sur le fait que le champ électrique vertical de l'onde de sol n'est que très légèrement affecté par des variations locales de la conductibilité du soubassement, tandis que le 30 champ magnétique de l'onde de sol est fortement influencé à la fois en phase et en amplitude par l'existence de couches conductrices inclinées et dans une mesure légèrement moindre par des changements de l'impédance du soubassement. Dans la présente invention, le champ électrique vertical est utilisé 'j? comme référence stable en fonction de laquelle on peut mesurer des variations à la fois en phase et en amplitude du champ magnétique. Sous sa forme la plus simple, l'invention utilise au moins une ntcnrte doub-lot magnétique horizontale ou autre dispositif" BAD orjoh^l 69 06772 -2 2003593 cLét^ctsur de champ magnétique directionnel et une antenne électrique verticale .Lf antenne ''lov.V et magnétique est sensible aux ccapcmantes horizontales lu champ magnétique et*l'antenne électrique verticale est sensible à la composante Verticale du champ électri-5 que associée à l'onde de sol» Les signaux induits dans l'anten:.e dcufelot- magnétique sont séparés (a) en dus composantes qui sont en phase ou avec le champ él,étriqué vertical d" l'onde de sol ou qui sont déphaséu^&e 180° par rapport audit champ (qu'on désignera ci-après par composantes en phase) ut (b) en des 10 composantes qui sont déphasées de 90° par rapport à l'onde de sol (qu'on désignera ci-après? par composantes en quadrature). L'analyse des composantes en phase et jn quatraturo donne cl à la forme de réalisation ci-dessus à l'exception de l'addition d'une antenne électrique horizontale comprenant un long fil métallique qui traîne derrière l'avion. L'antenne électrique horizontale traînante est sensiblement en couplage minimal avec la 30 composante verticale du champ électrique de 1'onde de sol et produit un petit signal qui dépend dans une large mesure de l'inclinaison de l'antenne. C .-pendant, on mesurant la composante du champ électrique horizontal qui est on quadrature avec le ch,.mp électrique vertical, le système est absolument insensible 35 aux changements d'inclinaison de l'antenne et le signal de . sortie de l'antenne est alors en rapport avec l'impédance du soubassement. Cette mesure do la composante en quadrature du champ électrique horizontal est principalement applicable 69 06772 3 2003593 à un terrain homogène ou horizontalement stratifié,comme dans des régions de terres d ' alluvions pi-of ondes, et elle peut être utilisée pour produire; des cartes do résistivitc. la pénétration obtenue dépend de la conductibilité de la 5- terre ut de la fréquence: ot d'une façon typique elle est comprise entre 15 ot 150 mètres pour les très basses fréquences, l'appareillage est transporte par avion r„ des hauteurs variant entre 45 et 450 aètres environ suivant que l'on décire relever des cartes détaillées ou n!enregistrer que les caractéristiques 10 principales, L„s applications géologiques coapr•-iment la cartographie des zones faillées principales , des zones?" de contacts géologiques et dos horizons repères conducteurs dans 'dos couches inclinées, ot la production de cartes do résistivité dans les régions de dépôts sédimentairrs. 0e dernier relu a une importance 15 considérable pour les opérations topographiquec du-stinées à déterminer les ressources on eau. D'autres applications éventuel! ,claïis comprennent la cartographie de la conductibilité/cî.ee masses importantes d'eau douce ainsi eue d'uau salée. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention 20 ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à .titre explicatif, nais nullement limitatif>plusieurs formes du réalisation do l'invention. Sur ces dessins : La figure 1 est un schéma montrant une orientation typique 25 de diverses antennes utilisées dans la présente invention par rapport à la direction de vol ; La figure 2 est un schéma simplifié d'un simple systèuo destiné à mesurer los composantes un phase et en quadrature du champ magnétique ; 30 La figure 3 est un o3héma synoptique d'un système destiné à mesurer les composantes électriques horizontales on quadrature et magnétiques on quadrature ot on phase et la composante électrique verticale en phase ; ot la figure 4 est un schéma simplifié d'un système utilisant 35 trois antennes doublet magnétiques mutuellement orthogonales et une antenne électrique horizontale. 69 06772 2003593 4 L -s principes sur lesquels la présente invention est fondée sont essentiellement les suivants : Premier.. -ut l'onde .cle sol -st a±tribu?ble. C. la circulation d'un courant haute fréquence dans l'antonn, de la station à très basse 5 fréquence, L'onde de sol est une onde électromagnétique ayant un champ électrique alternatif ot un champ magnétique mutuellement orthogonaux. L.- champ électrique est normalement polsrisé verticalement, cependant près du toi,il subit un léger basculement vers.l'avant de manière à pouvoir être décomposé en une grande 10 composante verticale et une petite composante horizontale. Le champ magnétique est normalement horizontal et il est aligné perpendiculairement à la direction vers la station à très basse fréquence. Lorsque du£; couches conductrices do la terre coupent le champ magnétique, des courante, d^ Foucault cix'culent dans les 15 couches conductrices jC-n engendrant des champs secondaires ayant des composantes à la fois horizontale et verticale h la surface, ainsi que des composantes qui sont en phase avec l'onde de sol et des composantes qui sont en quadrature avec cette onde de sol. Etant donné que le champ magnétique de l'onde de col est norma-20 lement horizontal, il présente un degré de couplag-:, nul avec les couches conductrices horizontales et un degré de couplage maximal avec d.es couches conductrices verticales. Ainsi, les champs magnétiques secondaires sont engendrés principalement lorsque des couches conductrices inclinées sont présentes dans la terre. 25 Bien qu'il soit préférable de mesurer aussi bien les composantes en phase que les composantes on quadrature, certaines opérations topographiques expérimentales ont été exécutées avec succès en ne mesurant que les composantes en quadrature. Chaque composante individuelle en courant de Foucault 30 peut être considéré'., comme un dipole ou doublet magnétique. L'avion effectuant les opérations topegraphiques doit nécessairement se trouver dane la région entourant chaque doublet magnétique, du fait que la distance entre l'avion et Ic^oublet magnétique correspond toujours à une petite fraction d'une longueur d'onde 35 aux très basses fréquences. Dans la région proche d'un doublet magnétique, le champ magnétique prédomine largement le champ électrique. Par suite, la phase (et dans une plus faible mesure l'amplitude) du champ électrique vertical n'est affectée que dans Copy 69 06772 2003593 5 une faible- ck.su.r-c par la présence" d'une couche conductrice inclinée, tandis que le champ magnétique- est très fortement affecté. Ainsi, le champ électrique, vertical constitue une référence idéale par rapport à laquelle on peut, mesurer le-s changements de phase 5 et d'amplitude des champs secondairer. En Su référant maintenant à la figure 1, la composante verticale du champ électrique est mesurée au moyen d'une antenne fouet verticale qui est fixée, à n'importe quelle partie commode de l'avion ou autre véhicule effectuant l'opération topographique. 10 Le champ magnétique horizontal est mesuré au moyen d'une antenne magnétique horizontale 11 par exemple une bobine à blindage électrostatique enroulée autour d'une tige de ferrite. Il est préférable du placei l'antenne magnétique horizontale 11 dans une flèche de queue en fibre de verre (appelée parfois "aiguillon") 15 qui s'étend depuis l'arrière de l'avion, afin d'isoler l'antenne magnétique horizontale 11 du métal de l'avion. On utilise une antenne électrique horizontale 12 comprenant un long fil métallique traîné derrière l'avion,lorsqu1on désire mesurer la composante horizontale en quadrature du champ électrique, l'an-20 t..une magnétique horizontale 11 est représentée comme étant perpendiculaire à la direction de vol (représentée par la flèche 13). Il est bien entendu que si l'on désire afosurer la totalité du champ magnétique horizontal, on peut avoir recours h une 25 antenne magnétique horizontale supplémentaire qui est perpendiculaire à celle représentée et pour des mesures du champ magnétique à trois dimensions, on peut ajouter une antenne magnétique verticale. En se référant à la figure 2, on a représenté un système 30 simple destiné à mesurer les composantes en phase et en quadrature du champ magnétique horizontal par rapport au champ électrique vertical. L„ champ électrique vertical est détecté par l'antenne électrique verticale 10 qui e-st accordée par un Doyen classique h. la fréquence voulue, par exemple à 35 17,8 kilohertz. Le signal de sortie de l'antenne électrique 10 est appliqué à un amplificateur 15 qui est accordé à la fréquence-voulue. Le champ magnétique horizontal est détecté par l'antenne magnétique horizontale 11 qui est connectée à un amplificateur 16 GOPY 69 06772 2003593 6 ot aussi bien 1'entonne magnétique 11 que 1'amplificateur 16 sont accordés à la fréquence voulue. Afin d'obtenir les composants en phase et en quadrature du champ magnétique, le signal.de sortie de l'amplificateur 1o ost divisé en deux parties et est 5 appliqué à des détecteurs de phase séparés 17 et 18, L.s détecteurs de phase 17 ot 18 sont choisis respectivement en rapport avc-c des signaux qui sont on phase ou qui sont déphasés de 90° par ïapport à la tension aux "bornes de l'antenne 10, Du fait que la tension aux "bornes de l'antenne magnétique 11 est déphasée 10 de 90° par rapport au champ magnétique (en supposant que la résistance d'entrée de l'amplificateur soit très supérieure à la résistance de la bobine ), tandis que la tension régnant aux • bornes de l'antenne électrique 10 est en phase avec le champ électrique, il est nécessaire de déphaser le signal de sortie 15 de l'amplificateur 15 de 90° pour fournir une tension de référence destinée à commander le détecteur de phase 17» On le réalise au moyen d'un déphaseur 19 qui est connecte entre l'amplificateur 15 et le détecteur de phase 17. Le signal do sortie du détecteur de phase 17 consiste par conséquent en des composantes 20 qui sont en phase avec le champ électrique. Le s.ignal de sortie do l'amplificateur 15 est connecté directement au détecteur de phase 18 pour fournir une référence dans le but de détecter la composante on quadrature. Les signaux de sortie des détecteurs de phase 17 et 18 sont appliqués respectivement à un enrogis-25 treur 20. Tous les circuits décrits ci-dessus , ainsi que les antennes, sent de construction classique. 3n analysant les résultats enregistrés, on peut calculer l'amplitude et le déphasage des champs secondaires. Ds-ns la forme do réalisation de la figure 3, on mesure la 30 composante horizontale en quadrature du champ électrique ainsi que les composantes en phase et en quadrature du champ magnétique-horizontal. La composante horizontale du champ électrique, qui est détectée par une antenne, ayant la forme d'un long fil métallique traînant derrière l'avion, est affectée par les 35 changements de conductibilité de la terre homogène ou horizontalement stratifiée , contrairement aux composantes du champ magnétique qui présentent un degré de couplage nul avec les couches conductrices horizontales. Le rapport do la composante horizontale en quadrature du champ électrique 5qui ':st parallèle au sens COPY 69 06772 2003593 de propagation de l'onde do sel au-dessus d'une terre horizontale, à la composante verticale du champ électrique est proportionnel à la racine carrée de la résistivité de la t.erre située au-dessous de l'avion ou autre véhicule depuis lequel en effectue les mesures, 5 et cette o&surc est relativement indépendante de l'altitude de vol. L:i se référant P'iintenant à la figure 3, il convient de noter que la mesure des composantes en phase- et en quadrature du champ magnétique horizontal est exactement identique à celle 10 indiquées en s;- référant à la forme de réalisation de la figuro 2 et on a utilisé des numéros de référence identiques pour désigner les pièces analogues. Ocpondant, la grande différence réside dans l'utilisation d'un canal surjplénentaire pour mesurer la composante horizontale en quadrature du champ électrique. l'an-15 tc-nne horizontale 12 ayant la forme d'un long fil métallique est connectée à un amplificateur» 21 dont le signal do sortie est appliqué h un détecteur .de phase 22. L-: détecteur de phase 22 ost déterminé par une tension obtenue à partir du signal de sortie du déphasr ur 19 , de sorte que le signal cle sertie du 20 détecteur de phase 22 comprend des tensions qui sent en quadrature par rapport h la tension régnant aux bornes cle l'antenne électvique verticale 10. L..s signaux de sortie des détecteurs de phase 17, 13 et 22 sont appliqués a un enregistreur 23. l'antenne horizontale 12 est classique'ot on utilise une 25 petite manche à air de traînée ou autre dispositif pour maintenir l'antenne sensiblement horizontale. î'tant donné qu'on ne mesure que les composantes horizontales en quadrature, do faibles écarts, par rapport à l'horizontale, n'affectent pas sensiblement 1'amplitude de la composante électrique horizontale enregistrée. 30 L système représenté sur la figure 4 '~st analogue h celui représenté sur la figure 3 , excepté qu'on utilise deux antennes magnétiques supplémentaires pour obtenir des renseignements concernant les trois composantes mutuellement orthogonales du champ magnétique total. Les éléments clu sys-35 tèao qui sont communs à celui de la figure 3, sont désignés par les mêmes numéros de référence et il n'est pas nécessaire de les décrire- plus en détail,attendu que leur fonction est identique. Les antennes magnétiques supplémentaires comprennent une antenne magnétique horizontale 24 qui est alignée avec la 69 06772 2003593 • 8 direction de vol(l'antenne magnifique norizontale 11 étant orthogonale par rapport à cette direction) , et une antenne magnétique verticale 25. Les antennes magnétiques 24 et 25 sont connectées respectiveaent à des amplificateurs 26 et 27 5 dont les signaux de sortie sont appliqués respectivement h des détecteurs de phase 28, 29 et 30, 31. L^.s détecteurs de phase 29 et 31 sont déterminés par le s ignal do sortie du déphaseur 19» d'une façon analogue au détecteur de phase 17 précédemment décrit, de sorte que les signaux do sortie des détecteurs de 10 phase 29 et 31 sont en phase avec le champ électrique vertical. Los détecteurs do phase 28 et 29 sont déterminés par le signal de sortie de l'amplificateur 15, d'une façon analogue au détecteur de phase 18, et par suite leurs signaux do sortie sont en quadrature par rapport au chanp électrique vertical. 15 Los renseignements recueillis par l'appareil représenté sur la figure 4 peuvent être analysés pour déterminer la direction de plus grande pente d'une couche conductrice inclinéejainsi que l'angle d'inclinaison. L'analyse est commodément effectuée par un ordinateur qui peut être programmé pour donner la direction 20 et l'amplitude des vecteurs en phase et en quadrature représentant le champ magnétique horizontal total (en utilisant les données provenant dos deux canaux concernant le champ magnétique horizontal) ou le champ magnétique total de l'espace (en utilisant les données provenant des trois canaux concernant le champ magnétique) en 25 prenant la racine carrée de la somme des carrés des signaux enregistrés. Il est souhaitable d'obtenir au moins le vecteur du champ magnétique horizontal total, étant donné que ce vecteur est relativement indépendant des changements de cap de l'avion. Les renseignements recueillis par les divers systèmes 30 décrit.', plus haut sont enregistrés de n'importe quelle façon classique , par exemple au moyen d'un enregistreur du type à bande de papier mobile ou un enregistreur à bande magnétique. Après avoir enregistré les données, on doit les traiter pour déterminer la direction et l'amplitude du champ magnétique 35 observées à des intervalles appropriés le long d'un parcours. On le réalise commodément à l'aide d'une calculatrice numérique. Comme indiqué plus haut, l'onde électromagnétique propagée à travers la terre est associée à une couche ou nappe de courant de terre qui'circule radialement en direction et à l'écart de BAD ORIGINAL 69 06772 a 2003593 9 l'émetteur à la même fréquence que l'onde propigée, la densité dtyéourant de cette nappe est altérée par den manques d'homogénéité de la conduction locale, ce qui provoque des déformations du champ magnétique détecté par les antennes du champ magnétique. 5 GVs déformations ou distorsions ont tendance à dissimuler les champs secondaires émanant des corps de minerais--t par suite il est souvent souhaitable de les éliminer, si possible. Les recherches théoriques ont indiqué que la nappe du courant de terre est déphasé^âe presque 45° par rapport m champ électrique dans 10 une large gamme de conductibilité de le, terre à plus ou moins -2° environ. Si les composantes du champ magnétique sont détectées en synchronisme à un angle de 90° par rapport à l'angle du synchroniseur représentant la nappe de courant de terre (c'est-à-dire * un cngle de 135° par rapport au champ électrique-vertical), 15 aucune des composantes du champ magnétique attribuable à la nappe du courant de terre ne peut passer à travers le détecteur synchrone et par suite le signai résultant est débarrassé de toutes composantes dues à la nappe du courantde terre. Cette opération peut ôifcre effectuée p.^r un ordinateur ,bien-'u'on pourrait 20 prévoir, si on le désire, un déphaseur de 45° dans l'appareil pour exécuter cotte opération. Cepend.-Jit, l*>s données accumulées par l'appareil (ooamo par exemple celles représentées sur la figure 3 ou. 4 ) contiennent tous les renseignements nécessaires et elles sont considérées comme étant plus commodes à traiter 25 au laboratoire,plutôt que d'augmenter la complexité de •!'appareil transporté par l'avion. L'indépendance relative de la phase de la composante verticale du champ électrique par rapport à dos variations locales de conductibilité du soubassement ne dépend pas de la fréquence 30 et par conséquent la limite supérieure de la fréquence est habituellement déterminée par la profondeur de pénétration nécessaire. On peut ainsi explorer des anomalies relativement peu profondes en utilisant des fréquences plus élevées et en fait il peut ôtre avantageux d'utiliser des fréquences plus élevées 35 (par exemple jusqu'à environ 1 mégahertz et éventuellement plus) si l'on désire éliminer des réponses ducs à des couchas conductrices relativement profondes. Toutefois, dans le domaine des fréquences supérieures, l'onde fondamentale est plus rapidement affaiblie et par conséquent la portée de l'appareil est plus limitée. ^ : BAD ORJG®&L ' j 69 06772 2003593 10 - Cettv. difficulté pourrait Être, surmontée dans une certaine mesure on utilisant des émetteurs locaux situés à quelques kilométrés d'une zone dans laquelle les mesuras sont effectuées. On donne ci-après une liste des endroits où se trouvent 5 quelques stations typiques à très basse fréquence : Stations Endroit fréquence ÎTAA Cutler, Maine 17,8 kHz. NSï' Anna polis, . Ma l'y le nd 21,4 kHz. EPG Seattle, Washington 18,6 kHz. 10 WVTVL Fort Collins, Colorado 20 kHz. GBR Rugby, Angleterre 16 Mis. L'invention r-st principalement destinée à être utilisée à grande distance de l'émetteur , c'est-à-dire à une distance supérieure à cinq longueurs d'onde. A proximité, la différence 15 de phase entre le champ électrique vertical et le champ magnétique horizontal varie- en fonction de la distance jusqu'à l'émetteur, mais la phase du champ électrique verticalejreste encore relativement insensible au changement de la conductibilité de la terre. Par-conséquent, pour utiliser le champ électrique vertical comme 20 référence, lorsqu'on opère à dos distances inférieures à cinq longueurs cl ' ond.e environ, de l'émetteur, la position précise- de l'émetteur doit ?>tre connue et des réglages appropriés doivent être effectués pour corriger la variation de phase du champ électrique vertical en fonction de la distance. 25 II est souhaitable de choisir une station radio à très basse fréquence (ou autre source) qui est située de façon que la direction du champ magnétique propagée à travers la terre soit autant que possible perpendiculaire à la principale direction de plus grande pente des corps de minerais situés dans 30 la région dans laquelle l'opération topographique est effectuée. Il n'est pas toujours possible de le réaliser et la direction de plus forte pente d.es corps de minera3s n' est pas toujours connue à l'avance. Par conséquent, il est avantageux d'utiliser deux jeux identiques d'appareils dont chacun est accord.é avec une 35 station à très basse fréquence différente. L.s deux station? à très basse fréquence sont choisies de façon que les champs magnétiques qu'elles engendrent se croisent d'une façon aussi perpendiculaire que possible dans la zone o\ les opérations topographiques sont effectuées. 69 06772 ,, 2003593 La profondeur do pénétration du s3>"stèmo dépend de la fréquence ft de la conductibilité dogfeouchcs c'a soubassement. Pour- une terre homogène, la profondeur*calculée dans la croûte pour une fréquence de 18 kilohortz est d'environ 120 nèbres à une résis-5 tivité de la terr-... de 1000 ohms-mètre, ds 40 mètres à une réois-tivité de 100 ohmry-mètre ?t de 10 mètre0 à une résistivité -d.e 10 ohms-mètre . Sur une terre horizontalement stratifiée, dont la stratification Sd trouve à des profondeurs inférieures à la profondeur calculée dans la croûte, on peut obtenir un 10 profil vertical en mesurant les impédances de la terre à deux longueurs d'onde sensiblement différentes ou plus. Ainsi, on peut effectuer dos mesures à 18 et à 180 kiloherts qui donnent une variation approximative de la xorofondeux- dans la croûte d'un facteur de 3. SI l'on mesure deux impédances différentes, 15 on peut les attribuer à clus couches conductrices irclinées supérieures et inférieures. L ■ profil vertical de profondeur est d'autant plue précis que le nombre des fréquences utilisées fF-i ,A est plus grand, m?i.r les irequenccs supérieures/peuvent Sxre utilisées sont limitées en raison d.e la diminution de la portée 20 de l'onde do r:ol à mesure que la fréquence. augp-ente,et en rair.on de l'augmentation des crfiets des impédances complexes. Dans la description ci-d-essus, on s'est référé à l'utilisation ô. ' onclce d.e sol émanant d, stations à très bass-... fréquence . Cependant, on envisage 0. ' utiliser l'invention conjoint an. ent à des 25 cheaps émis par la foudre. Des courant; extrêmement importants circulent sensiblement dans des directions verticales le long des trajets ionisés pendant un éclair. C\ttc- circulation d-e courant engendre de-".! phénomènes électromagnétiqne-s transitoire^ qui contiennent une large gamm:- d.o' fréquences variant d ' environ 50 3 hertz jusqu'à dus fréquences très élevées. A des distances „- d éclair aonne qui ne sont pas inférieures à .quolquoe-' pentainea de kilomètres dW les énergies prédominant ee sont au voisinage de 8 à 500 lierts et de 5.000 herts à 20 kiloherts. Dnns ce-s gamnes de fréquences , ' 11 existe d.e bonnes conditions de propagation dans l'ionosphère 35 terrestre et des signaux peuvent S-tre captés jusqu'à des milliers de kilomètres de leur- source. Lorsqu'on utilise la foudre comme source de l'onde de sol, il n'est pas possible de connaître la direction précis-- aboutissant à la source. Cependant, on peut surmonter cette ci^-'iculté en mesurant le champ magnétique copv 69 06772 2003593 1 2 horizontal total, connu-; décrit plus haut, en se référant à la figure 4, et la forme de réalisation-est utile jusqu'à des fréquences de l'ordre de 2 kilohertz, pour autant que la décharge radiante soit éloignée d'au moins 400 kilomètres. 5 Comme indiqué plus haut, la différencie phase entre le champ électrique vertical et le champ magnétique horizontal est fonction de la distance depuis la source à des distances inférieures à 5 longueurs d'onde environ depuis la source. En utilisant les champs électromagnétiques naturels (dus à des coups 10 de foudre, par exemple) il est souhaitable d'opérer à des fréquences suffisamment élevées pour que les chances statistiques d'être à plus de 5 longueurs d'onde de la source soient grandes (par exemple environ 10 kilohertz). Si l'on doit utiliser de très basses fréquences lorsqu'on examine des-champs naturels, par 15 exemple de l'ordre de 50 hertz au moins, on doit prendre certaines précautions pour éliminer tous signaux émanant de sources situées à moins de 5 longueurs d'onde. Par exemple, les emplacements des principaux centres d'orages pourraient être déterminés d'après les informations météorologiques fournies par les services gouverne-20 mentaux. les renseignements recueillis par l.'appareil et décrits dans la -présente demande se prêtent parfaitement à une analyse par-ordinateur. Si on le désire, une faible-partie du traitement des signaux peut être effectuée dans l'avion, en laissant à l'ordinateur 25 la tâche d'analyser les données. Par exemple, il est possible d'enregistrer simplement au même moment les signaux à haute fréquence captés par l'antenne électrique verticale et les entennes magnétiques sane utiliser les détecteurs de phase situés dans l'avion et d'appliquer ultérieurement ces données brutes à-un 30 ordinateur qui peut extraire les composantes en phase et en quadrature des signaux magnétiques. LEGENDE DES DESSINS "-Figure Repère 2, 3 A Composante en phase 35 2, . 3 ■ B Composante en .quadrature 3V 4 C Composante verticale du champ électrique 3, 4 " D Composante horizonta'le du champ électrique 3 E Composantes du champ magnétique 4 E Composantes en quadrature du champ magnétique 40 4 G Composantes en phase du champ magnétique 4 H Y ers 1'enr agistreur BAD ORIGINAL 69 06772 2003593 13 BEVEEDICATIOtTS 1. Procédé de détection de distorsions d'un champ électromagnétique qui pénètre dans la terre, le champ électromagnétique étant émis par une source éloignée d'énergie électromagnétique, 5 ledit champ électromagnétique comprenant un champ magnétique généralement horizontal qui est déformé lorsqu'il rencontre des manques d'homogénéité dans la conductibilité de la terre , et un champ électrique sensiblement vertical, procédé caractérisé en ce qu'il consiste à recevoir et à enregistrer, le long d'un trajet 10 prédéterminé ,un premier signal ayant une rv.lation de phase déterminée avec la phase du champ électriquo vertical et à recevoir et à enregistrer en même temps un second signal r.yant une relation de phase déterminée avec la phase d'une composante au moins du champ magnétique. 15 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à-recevoir et à enregistrer, le long dudit trajet prédéterminé, une autre composante du champ magnétique , les composantes magnétiques étant horizontale,?, et étant mutuel3.ement orthogonales, et à mesurer les amplitudes de n'importe quelle 20 partie desdites composantes du champ magnétique qui sont en quadrature par rapport au champ électrique vertical. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à obtenir la racine carrée de la somme des carrés des amplitudes de chacune des composantes en quadrature 25 du champ magnétique. 4« Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer les amplitudes de n'importe quelle partie des composantes du champ magnétique qui sont en phase avec le champ électrique vertical . 30 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à mesurer une composante horizontale du champ électrique qui est en quadrature par rapport à la composante verticale du champ électrique et qui est parallèle à la direction de propagation du champ électromagnétique. 35 6» Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à obtenir le rapport de la composante horizontale en quadrature mesurée du champ électrique à la composante verticale du champ électrique. " __ ®AD ORIGINAL 69 06772 2003593 ^14 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à enlever du second, signal les composantes qui sont en quadrature par rapport à un synchroniseur présentant un angle de 45° par rapport à la phase de la composante verticale du champ 5 électrique. S. Appareil de détection de distorsions d'un champ électromagnétique qui pénètrent dans la terre, le champ électromagnétique étant émis par un.-; urce d'énergie électromagnétique, ledit champ électromagnétique comprenant un champ magnétique généralement 10 horizontal qui est déformé lorsqu'-il croise d.es manques d'homogénéité de la conductibilité de le. terre , et un champ électrique sensiblement vertical , appareil caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur du champ électrique pour recevoir un signal ayant une re] vfcion d.e phase déterminée avec le champ électrique vertical et comportant un moj'-en pour amplifier ledit signal, un premier détecteur du champ magnétique pour recevoir un signal ayant une relation de phase déterminée avec une première composante du Ghamp . magnétique et comprenant un moyen pour amplifier ledit signal, un premier détecteur de phase connecté au premier détecteur du 20 champ magnétique et au détecteur du champ électrique pour produire ur_o première tension présentant une relation de phase prédéterminée avec la phase du champ électrique vertical , et un moyen connecté au premier détecteur de phase pour enregistrer la première tension. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que 25 la première composante du champ magnétique est horizontale et en ce que la tension est en quadrature par rapport au champ électrique vertical. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est prévu un second détecteur du champ magnétique pour 50 recevoir un signal ayant une relation de phase d.éterminée avec seconde une /composante du champ magnetique et comprenant un moyen pour amplifier ledit signal, la seconde composante étant horizontale et orthogonale par rapport à la première composante , un second, détecteur de phase connecté au second détecteur du champ magnétique 55 pour produire une second.c tension qui est en quadrature par rapport au champ électrique vertical^et un moyen connecté au second détecteur de phase pour enregistrer la seconde tension. Copy 69 06772 15 2003593 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il est prévu un déphaseur 'connecté au détecteur du champ électrique pour déphaser la phase du signal produit par le détecteur du champ électrique d'un angle de 90°, ot en ce qu'il comprend lJ un troisième détecteur de phase qui est connecté au premier détecteur du champ magnétique et au déphaseur pour produire une-troisième tension qui est en phase avec le champ électrique vertical un quatrième détecteur de phase qui est connecté au second détecteur du champ magnétique et au déphaseur pour produire une 10 quatrième tension qui est en phase avec le champ électrique vertical et un moyen pour enregistrer les troisième et quatrième tensions 12. Appareil selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la fréquence du champ électromagnétique est comprise entre environ 14 et 30 kilohertz et en ce que ledit appareil 15 est placé à une distance d'au moins 5 longueurs d'onde environ de ladite source. qgpy