Brevet FR2254033A1 — publié le 19750704

L'invention a pour objet un dispositif continu pour la prospection sismique terrestre et une méthode d'utilisation du dispositif. Les méthodes usuelles de prospection sismique comportent l'émission d'ondes acoustiques dans le sol, la réception et l'enregistrement, à la surface du -sol ou à son voisinage, des ondes réfléchies ou diffractées sur les différentes couches du sous-sol étudié. Le dispositif de réception comporte habituellement un câble multi conducteur eouramment désigné par câble de flatte auquel sont raccordés des cables conducteurs secondaires ou bretelles interconnectant chacun une pluralité de.géophones. Chaque géophone est en général muni d'une pointe destinée à améliorer son couplage avec le sol. Les géophones de chacune des bretelles sont mis en place manuellement suivant une disposition pré-établie. Lors de la pose de chaque géophone, on doit veiller quelle que soit la consistance du sol, à enfoncer bien verticalement la pointe dont il est muni. La mise en place de chaque dispositif de réception, préalablement à toute opération d'enregistrement, est longue et pénible et peut nécessiter parfois un personnel nombreux. Le dispositif selon l'invention permet d'éviter les inconvénients cités ci-dessus. I1 est avantageux en ce qu'il permet, par son agencement - de simplifier et d'accélérer la mise en place de l'ensemble des géophones, - d'utiliser un système-mécanique de pose et de dépose de ceux-ci. I1 se caractérise en ce qu'il comporte au moins un élément-support allongé réalisé en un matériau souple, et des capteurs sismiques solidaires de l'élément-support et couplés avec le sol par l'intermédiaire de ce dit élement-support. L'élément-support comporte transversalement, par exemple, une partie centrale solidaire de deux parties transversales d'épaisseur supérieure à celle de la partie centrale et délimitant avec celle-ci au moins un évidement. Les capteurs sismiques sont fixés à des emplacements. choisis à rieur de l'évidement. Des câbles multi-conducteurs sont enfilés à l'intérieur de canaux ménagés dans les deux parties transversales de l'élément-support. Des conducteurs logés dans ltévidement sont utilisés pour interconnecter les capteurs sismiques. Cette structure de dispositif est avantageuse en ce que tous les éléments nécessaires à des enregistrements sismiques sur le terrain sont regroupés sur un élément-support et solidaires de celui-ci. Comme l'élément-support est réalisé en un matériau souple, il peut être enroulé sur un touret de stockage. Sa mise en place sur le profil choisi est grandement facilitée. L'invention a également pour objet une méthode d'utilisation du dispositif comportant le creusement d'une tranchée de longueur sensiblement voisine de celle de ltélément-support, sa mise en place au fond de la tranchée et le remblayagé de celle-ci. Cette méthode d'utilisation permet d'accroître la qualité du couplage des moyens transducteurs de pression avec le sol. D'autres caractéristiques et avantages apparaetront à la lecture de la description d'un mode de réalisation non limitatif du dispositif en se référant aux dessins annexés-sur lesquels - la figure 1 représente une vue en perspective de l'ensemble du dispositif, - la figure 2 représente une vue en coupe transversale de l'élément-support et d'un géophone qui lui est solidaire, - la figure 3 représente une vue en coupe longitudinale d'une portion de l'élé ment-support solidaire d'une pièce protectrice agencée au-dessus d'un géo phone, et - la figure 4 représente la disposition du dispositif à l'intérieur d'une tran chée aménagée dans le sol. Le dispositif comporte (figures 1 et 2) un élément-support de grande longueur 1 réalisé en un matériau souple, du caoutchouc par exemple. L'élément-support 1 comporte une partie centrale allongée 2, ou semelle? solidaire le long de ses surfaces latérales de deux parties allongées 3 et 4 bu ailes, de section rectangulaire. Leur épaisseur est supérieure à celle de la semelle 2 et leur longueur est sensiblement identique à celle-ci. Les deux ailes délimitent avec la semelle et de part et d'autre de celle-ci deux évidements ou gouttières 5 et 6 de profondeurs différentes. Une ou plusieurs bandes de toile 7 coulées dans l'épaisseur de la semelle ou des ailes renforcent sa résistance à la traction. Lés deux parties latérales 3 et 4 comportent chacune un canal longitudinal 8, 9. L'ensemble de l'élément-support est réalisé par moulage.Les deux canaux 8, 9 pourront être délimités par deux tuyaux souples 10 et 11 noyés dans le matériau souple lors des opérations de moulage de l'élément-support. Déux câbles multi-conducteurs 12 et 13 sont enfilés tout le long des deux canaux 8, 9. A des emplacements choisis de l'élément-sùpport, des géophones 14 pourvus chacun d'une embase 15 sont fixés à la semelle 2 dans la gouttière la plus profonde 5. Cette fixation est assurée, par exemple, par un écrou 16 (figure 3) vissé sur une tige filetée 17 traversant la semelle dans un trou 18 ménagé à chaque emplacement choisi et dont une des extrémités est noyée dans l'embase 15 du géophone 14. Chaque géophone est connecté de façon étanche à deux conducteurs électriques gainés 19, 20 (figure 1). Ils assurent ltinterconnexion des géophones fixés sur chaque élément-support 1. Celuici est solidaire, à chacune de ses extrémités, d'une pièce de raccordement 21 réalisée, par exemple, en matière plastique moulée et pourvue de canaux-permettant- d'acheminer les câbles multi-conducteurs 12 et 13 et les contucteurs gainés tels que 19, 20 vers les bornes d'un connecteur cylindrique-. 22 solidaire de ladite pièce de raccordement. Dans les-portions de la gouttière 5 situées entre deux géophones sont embottées des plaques 23 en matière souple pourvueschacune d'un évidement longitudinal 24. Des vis 25 (figure 3) sont disposées dans des trous ménagés dans la semelle 2 et dans chaque plaque 23 et cooperent avec des écrous 26 pour permettre de fixer ces dernières. La couverture constituée par les plaques 23 permet d'éviter les dépôts de boue et d'autres sédiments dans la gouttière 5. Le géophone peut être protégé par une pièce protectrice 27 (figure 4) -également réalisée en un matériau plastique. La pièce 27 comporte un évidement 28 de dimensions adaptées à celles du géophone 14. ta largeur de la pièce protectrice est sensiblement égale à celle de la gouttière 5. Un évidement longitudinal 29 est également prévu dans la pièce protectrice 27 pour permettre le passage des conducteurs gainés 19, 20 issus de chaque géophone.Des vis 30 sont disposées dans des trous ménagés dans la semelle 2 et dans la pièce protectrice 27 et coopèrent avec des écrous 31 pour fixer-celle-ci dans le fond de la gout tière 5. Un certain nombre d'éléments-supports peuvent être interconnectés grâce aux connecteurs 22 dont sont munis leurs extrémités, de façon à réaliser un ensemble capteur. ou flûte sismique de grande longueur. Cette flatte sismique peut être déposée sur le sol. Cependant, pour améliorer le couplage des géophones avec le sol, il est préférable de l'enterrer. Une tranchée 32 sera creusée dans le sol (figure 4) et la flûte y sera déposée, la gouttière 6 (figure 1) faisant face au fond du trou. La tranchée est ensuite remblayée. Les opérations d'enterrage et de déterrage pourront être réalisées au tomatiquement. Etant donné la flexibilité du matériau utilisé pour réaliser les éléments-supports, la flûte sismique constituée par llinterconnexion de plu- sieurs d'entre eux peut être enroulée sur un touret de stockage. Un engin de terrassement d'un type connu portant le touret de stockage pourra creuser la tranchée de façon continue, y dérouler la flûte sismique au fur et à mesure de son avancement et rembalyer ensuite la terre sur la flotte. Un engin du même type pourra, après usage, déterrer la flûte sismique et l'enrouler de nouveau sur un touret de stockage. La mécanisation des opérations de pose et de dépose permet un important gain de temps et de main-d'oeuvre. Pour améliorer la qualité des enrègistrements, on pourra effectuer une pondération des "traces" sismiques en - faisant varier l'écartement des géophones 14 disposés de place en place sur chaque élément-support 1, - effectuant des combinaisons entre les signaux électriques délivrés par les géophones de chaque élément-support ou de certains géophones de deux éléments supports adjacents. Les géophones pourront hêtre connectés en série, en parallèle, ou encore en série-parallèle. Les évidements longitudinaux. 24 (figure 1) ménagés dans les plaques de protection 23 et les pièces protectrices 27 seront suffisamment lar- ges pour loger le nombre de cables d'interconnexion nécessaires pour effectuer les connexions appropriées. Dans le mode de réalisation- décrit, les ondes acoustiques sont captées par des géophones disposés à des endroits prédéterminés. On ne sortirait pas du cadre de l'invention en remplaçant les géophones par un capteur continu de grande longueur comportant une bande de matériau souple possédant des propriétés piézo-électriques et muni sur chacune de ses faces d'une électrode constituée par un dépôt d'une couche métallique ou encore -par une bande métallique mince. Ce type de transducteur est décrit dans le brevet français 2.145.099 . Le capteur continu est alors déposé dans l'évidement supérieur 5 de l'élément-support 1 et rendu solidaire de celui-ci. R E V E N D. I C A T I O N S 1. - Dispositif continu pour la prospection sismique terrestre comportant au moins un élément-support allongé réalisé en un matériau souple, caractérisé en ce qu'il comporte des capteurs sismiques solidaires de l'élément-support et couplés avec le sol par l'intermédiaire dudit élementsupport 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élémentsupport comporte transversalement une partie centrale solidaire de deux parties transversales d'épaisseur supérieure à celle de la partie centrale et délimitant avec celle-ci au moins un évidement, et en ce que les capteurs sismiques sont fixés à des emplacements choisis à l'intérieur dudit évidement. 3. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux parties transversales sont traversées chacune par un canal de longueur sensiblement identique à celle de l'élément-support, en ce que des cables multi-conducteurs sont enfilés sur toute la longueur desdits canaux et en ce que des moyens conducteurs sont disposés dans l'évidement pour interconnecter les capteurs sismiques. 4. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ltélément- support est moulé d'une seule pièce et en ce que la partie centrale est solidaire de moyens de renforcement. 5. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de renforcement comportent une bande d'un matériau résistant intégré à l'élémentsupport. 6. - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément- support est rendu solidaire à ses extrémités-de connecteurs électriques par l'intermédiaire de pièces de raccordement munies de canaux pour le passage desdits câbles multi-conducteurs et desdits moyens conducteurs. 7. - Dispositif selon la revnedication 2, caractérisé en ce que la surface de la partie centrale opposée à celle sur laquelle sont fixés les moyens transducteursde pression délimité avec les deux parties latérales un second évidement de profondeur inférieure à celle du premier. 8. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des plaques réalisées en un matériau souple pour recouvrir ledit évidement et des moyens pour assujettir les plaques à ladite partie centrale de l'élément- support. 9. - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des éléments protecteurs et des moyens pour assujettir cesdits éléments à l'élément-support aux emplacements desdits capteurs sismiques. 10. - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les capteurs sismiques comportent une bande continue réalisée en un matériau piézo-électrique, ladite bande étant munie d'une électrode sur chacune de ses faces et solidaire dudit élément-support. 11. - Méthode de mise en oeuvre du dispositif selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte le creusement d'une tranchée de longueur sensiblement voisine de celle de l'élément-support, la mise en place du dit élémentsupport au fond de ladite tranchée et le remblayage de delle-ci par-dessus 1 'élément-support. 12. - Méthode selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comporte l'enroulement de ltélément-support sur un touret de stockage et l'utilisation de moyens mécaniques portant ledit touret pour enterrer ledit élément-support au fur et à mesure du déroulement dudit touret.