Brevet FR2467400A1 — publié le 19810417

La présente invention a pour objet une cellule pour le contrôle par voie acoustique des caractéristiques, notamment de la prise et du durcissement de matériaux passant de l'état liquide ou pâteux à l'état solide, en particulier des ciments, et plus spécialement pour la détermination du temps de pompabilité et de la résistance mécanique des ciments. Elle concerne encore les appareillages pour le contrôle par voie acoustique des caractéristiques desdits matériaux incluant une telle cellule. Lors de la réalisation de sondages, on est amené à effectuer des injections de ciment notamment pour fixer les colonnes de tubage à la paroi du sondage ou encore pour isoler les couches poreuses susceptibles de contenir des hydrocarbures. Dans de tels cas, il est nécessaire après chaque injection de ciment, d'attendre que le ciment injecté ait fait prise et présente une résistance mécanique suffisante pour poursuivre les opérations. Afin de travailler dans de bonnes conditions, l'utilisateur s'intéresse tout particulièrement à deux caractéristiques des ciments employés, à savoir le temps de pompabilité, csest-à-dire le temps pendant lequel la viscosité du ciment gâché est assez faible pour pouvoir être pompé aux fins d'injection dans le sondage, et le temps, dit temps d'attente, après lequel le ciment présente une résistance mécanique suffisante pour permettre une reprise du forage. Ces deux caractéristiques doivent être connues, autant que possible, dans les conditions de pression et de température régnant dans la zone du sondage où le ciment doit accomplir sa fonction. On connait divers appareils pour la détermination du temps de pompabilité de ciments. Un appareil généralement employé pour les mesures en laboratoire est celui normalisé par l'American Petroleum Institute, qui permet de déterminer le temps de pompabilité d'un ciment gâché dans les conditions réelles de pression et de température auxquelles sera soumis le ciment au cours des opérations de pompage pour son injection dans la zone à cimenter. Le principe de cet appareil repose sur la mesure du couple exercé sur une palette fixe par le ciment gâché contenu dans un bol mis en rotation. Lorsque le couple atteint une certaine valeur, le ciment présente une viscosité considérée comme limite pour le pompage.La norme faisant appel à cet appareil, dénommé consistomètre, définit plus précisément le temps de pompabilité comme le temps au bout duquel la viscosité du ciment gâché atteint 100 unités de consistance. Un tel appareil est volumineux et coûteux, et en outre il doit être utilisé par du personnel qualifié, et de ce fait il ne peut être utilisé qu'en laboratoire. Un appareil de mesure du temps de pompabilité, utilisable sur les chantiers, fonctionne suivant un principe analogue, mais ses performances sont limitées, car il permet seulement de travailler à la pression atmosphérique et à des températures inférieures à 100"C1 Un autre appareil de chantier, dont le principe repose sur la mesure de l'énergie consommée par un moteur entraînant en rotation une palette plongeant dans un bol immobile renfermant le ciment gâché, pour atteindre une viscosité déterminée pour le ciment, peut opérer à des températures pouvant aller jusqu'à 200"C mais sous des pressions ne dépassant pas 35 bars.Aucun de ces deux types d'appareil de chantier ne permet donc de déterminer la valeur du temps de pompabilité dans des conditions de pression et de températures élevées correspondant à celles rencontrées dans les sondages profonds. La résistance mécanique du ciment, dont les variations en fonction du temps permettent d'accéder au temps d'attente défini précédemment, est obtenue par une procédure normalisée de mesure de la résistance à la compression du ciment (norme ASTM-C 109-75). Cette procédure consiste à déterminer la pression nécessaire pour écraser à la presse hydraulique des cubes du ciment préalablement conservés dans les conditions de pression et de température auxquelles on s'intéresse. Pour obtenir la résistance mécanique correspondant à un moment prédéterminé, cette mesure nécessite d'écraser au moins trois cubes du ciment de 50 millimètres de côté pour fournir une valeur moyenne.L'équipement nécessaire pour appliquer cette procédure, à savoir presse hydraulique, cellule de conservation des échantillons, moules servant à former les cubes échantillons. est important et ladite procédure, employée en laboratoire, ne peut pas être utilisée sur les chantiers. En outre, même au labo ratoire la procédure précitée présente l'inconvénient de de constituer un essai destructif qui nécessite de faire appel à un grand nombre de cubes échantillons pour établir la courbe des variations de la résistance du ciment en fonction du temps. Des dispositifs de thermométrie, descendus dans le sondage, permettent d'observer la prise du ciment en détectant le dégagement de chaleur provoqué par cette prise, toutefois les mesures obtenues en faisant appel à ces dispositifs ne donnent aucune indication sur la résistance mécanique du ciment. On connaît également un appareillage pour la détermination par voie acoustique de la prise de matériaux tels que béton ou résines, c'est-à-dire par transmission d'impulsions ultrasoniques à travers le matériau en cours de prise et mesure du temps de passage des impulsions à travers le matériau et de l'amplitude du signal transmis par ledit matériau (conférer brevet russe n" 602852 > . Toutefois un tel appareillage présente une cellule de mesure qui n'est pas adaptée pour opérer dans les conditions de pression et de température élevées que l'on rencontre dans les sondages profonds. L'invention propose une cellule pour le contrôle par voie acoustique des caractéristiques, notamment prise et durcissement de matériaux passant d'un état liquide ou pâteux à un état solide, en particulier de ciments, dont la conception est simple et peu coûteuse et la maintenance aisée et qui peut opérer dans des conditions de pression et de température élevées aussi bien au laboratoire que sur chantier. En particulier, cette cellule permet de déterminer facilement le temps de pompabilité d'un ciment et, en outre, elle fournit la possibilité, au cours de la même mesure, d'obtenir par une voie continue et non destructive une indication de la résistance du ciment dans des conditions représentatives. La cellule suivant l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte un corps de cellule dans lequel sont ménagés une cavité, dite chambre de mesure, débouchant par deux extrémités opposées en deux endroits opposés de ta surface extérieure du corps de cellule ainsi que deux évidements disposés de part et d'autre de la cavité en se faisant face et s'ouvrant également chacun sur la face extérieure du corps de cellule, un premier et un second bouchons fixés de façon amovible au corps de cellule et obturant chacun, de manière étanche, l'une des extrémités opposées ouvertes de la cavité, et un premier et un second transducteurs électroacoustiques, l'un jouant le rôle d'émetteur d'ondes acoustiques, et l'autre de récepteur desdites ondes, montés chacun dans l'un des évidements du corps de cellule de telle sorte que les ondes acoustiques allant du transducteur émetteur au transducteur récepteur traversent la cavité. Dans la présente description et les revendications associées, on entend par transducteur électroacoustique un dispositif susceptible de transformer un signal électrique en ondes acoustiques ou inversement de transformer une onde acoustique en signal électrique. Les évidements pratiqués dans le corps de cellule peuvent avoir une longueur telle qu'ils soient localisés au voisinage de la face extérieure du corps de cellule ou encore aillent de cette position à une position pour laquelle ils débouchent dans la cavité. Lesdits évidements débouchent de préférence dans la cavité et, dans ce cas, l'élément émetteur d'ondes acoustiques du transducteur émetteur et ltélément récepteur d'ondes acoustiques du transducteur récepteur sont disposés d'une position légèrement en retrait de la cavité à une position débordant légèrement dans la cavité, et de préférence en position affleurant ladite cavité. Dans une forme de réalisation particulière, la cavité présente une portée au voisinage de l'une de ses extrémités et une membrane élastique reposant sur cette portée obture la cavité en divisant l'espace de ladite cavité compris entre les bouchons, en deux zones dont l'une présente un faible volume par rapport à l'autre. Dans cette forme de réalisation le bouchon en regard de la-zone de faible volume de la cavité est percé d'un canal de faible section, dont une extrémité s'ouvre dans ladite zone de faible volume et l'autre extrémité, en forme d'embout haute pression, met ladite zone en communication avec l'extérieur.Des moyens reliés à l'embout haute pression du bouchon peuvent être prévus pour l'injection d'un fluide, notamment liquide) sous pression dans la zone de faible volume et pour la régulation de la pression du fluide dans ladite zone, ces moyens pouvant être en particulier du type hydropompe. La cellule suivant l'invention peut comporter également des moyens permettant de l'amener à la température désirée et de réguler ladite température, lesdits moyens étant par exemple du type colliers chauffants ou crayons chauffants asservis par thermocouple. Les transducteurs formant partie de la cellule, qui peuvent être en particulier des transducteurs piézoélectriques, sont de préférence associés à des moyens assurant leur maintien en équipression dans les évidements du corps de cellule. L'invention concerne également les appareillages incluant une cellule du type défini précédemment, qui sont employés pour déterminer par voie acoustique les caractéristiques des matériaux passant d'un état liquide ou pâteux à un état solide, en particulier ciments. De tels appareillages, dans leur version la plus générale, incluent, outre la cellule, un système générateur d'impulsions électriques dont la sortie est connectée à l'entrée du transducteur électroacoustique de la cellule jouant le rôle d'émetteur, et des moyens pour enregistrer et/ou visualiser le signal électrique de sortie du transducteur électroacoustique jouant le rôle de récepteur et éventuellement le signal électrique alimentant le transducteur émetteur ou pour traiter lesdits signaux et enregistrer et/ou visualiser une grandeur représentative de leur décalage temporel et/ou du rapport de leurs amplitudes. Un type d'appareillage suivant l'invention équipé pour mesurer le temps de passage, ou temps de transit, des ondes acoustiques à travers le matériau faisant prise et durcissant, temps à partir duquel on peut déterminer par exemple le temps de pompabilité et la résistance mécanique des matériaux du type des ciments comme il sera exposé en détail plus loin, comporte, en plus de la cellule, un générateur d'impulsions électriques, alimentant le transducteur émetteur de la cellule, constitué par un générateur de signaux électriques de commande dont la sortie est connectée, à travers un interrupteur actionné par un déclencheur, à l'entrée du transducteur émetteur, un système de comptage de temps, par exemple une horloge à quartz ou tout autre système équivalent, recevant par une première entrée le signal issu de l'interrupteur et par une deuxième entrée le signal de sortie du transducteur récepteur de la cellule, ledit système étant déclenché à l'instant de début d'arrivée de l'impulsion électrique au transducteur émetteur et étant arrêté dès que le signal de sortie du transducteur récepteur atteint un niveau fixé, et des moyens pour enregistrer et/ou visualiser le signal de sortie du système de comptage de temps, ledit signal étant représentatif du temps de passage des ondes acoustiques à travers le matériau. Un autre type d'appareillage suivant l'invention équipé pour mesurer l'atténuation de l'amplitude des ondes acoustiques traversant le matériau, à partir de laquelle on peut déterminer par exemple le temps de pompabilité lorsque le matériau est un ciment, comporte, outre la cellule, un générateur électrique de bruit à fréquence aléatoire et à amplitude sensiblement constante connecté à l'entrée du transducteur émetteur de la cellule, et un enregistreur et/ou dispositif de visualisation recevant le signal de sortie du transducteur récepteur de la cellule. On peut encore prévoir des moyens permettant l'agitation du matériau liquide ou pâteux faisant prise contenu dans la chambre de mesure de la cellule, lesdits moyens étant extérieurs à la chambre de mesure et pouvant être incorporés à la cellule, par exemple éléments vibreurs, ou être extérieurs à ladite cellule, par exemple support animé d'un mouvement de va-et-vient sur lequel est fixé la cellule pour imprimer ledit mouvement à l'ensemble de la cellule. Dans le cas d'un contrôle de la prise d'un ciment devant être pompé dans un sondage, l'agitation du ciment gâché, contenu dans la chambre de mesure de la cellule, est effectuée pendant une durée correspondant à la durée de l'opération de pompage pour se placer dans des conditions d'essai représentatives. On donne ci-après, à titre non limitatif, la description d'un mode de réalisation d'une cellule suivant l'invention et de deux schémas d'appareillage incluant cette cellule et utilisables pour le contrôle par voie acoustique de la prise et du durcissement de matériaux passant d'un état liquide ou pâteux à l'état solide, notamment de ciments, cette description étant illustrée par le dessin annexé sur lequel - la figure 1 représente schématiquement une coupe de la cellule par un plan incluant l'axe longitudinal de la chambre de mesure et l'axe commun des évidements renfermant les transducteurs - la figure 2 donne le schéma d'un appareillage incluant la cellule de la figure 1 et équipé pour mesurer le temps de passage, ou temps de transit, des ondes acoustiques à travers le matériau faisant prise et durcissant - la figure 3 donne le schéma d'un autre appareillage incluant la cellule de la figure 1 et équipé pour mesurer l'atténuation de l'amplitude des ondes acoustiques traversant le matériau - la figure 4 représente un enregistrement figurant, à partir d'une même origine des temps, le signal électrique fourni au transducteur émetteur et le signal de sortie du transducteur récepteur de la cellule de l'appareillage de la figure 2, à divers stades de la prise d'un ciment - la figure 5 représente, en fonction du temps, deux enregistrements du temps de transit mesuré avec l'appareillage de la figure 2 pour un même ciment à une même température mais à deux pressions différentes, et corrélativement donne un diagramme, en fonction du temps, de la consistance dudit ciment mesurée à l'aide du consistomètre normalisé par 1'API - la figure 6 représente, en fonction du temps, l'amplitude du signal de sortie du transducteur récepteur de la cellule de l'appareillage de la figure 3, pour un ciment en cours de prise puis de durcissement. En se référant à la figure 1, la cellule 1 comporte un corps de cellule 2 de forme cylindrique dans lequel est ménagée une cavité cylindrique 3, dite chambre de mesure, coaxiale au corps de cellule. A l'une de ses extrémités, cette cavité se prolonge par une partie creuse 4 tronconique filetée ayant même axe que la cavité 3 et dont le plus petit diamètre est supérieur à celui de la cavité 3, cette partie tronconique allant en s'évasant et s'ouvrant à l'extérieur du corps de cellule. La surface latérale de la partie tronconique 4 est reliée à la surface latérale de la cavité 3 par une portée 5. L'autre extrémité de la cavité se termine par un alésage 6 de même axe que la cavité mais de plus grand diamètre, la surface latérale de cet alésage étant reliée à la surface latérale de la cavité par une portée 7.L'alésage 6 est prolongé par une partie creuse 8 tronconique filetée coaxiale à cet alésage et dont le plus petit diamètre est supérieur à celui de la cavité 3, ladite partie tronconique allant en s'évasant et s'ouvrant à l'extérieur du corps de cellule. La surface latérale de l'alésage est reliée à la surface latérale de la partie tronconique 8 par une portée 9. Un premier bouchon 10, comportant un corps tronconique fileté 11 surmonté d'un chapeau 12 formant butée, est vissé sur la partie filetée correspondante de la partie tronconique 4 et obture ainsi l'extrémité de la cavité en regard dudit bouchon. L'étanchéité de cette obturation est assurée par un joint 13, par exemple un joint toroïdal, placé dans une gorge circulaire 14 pratiquée dans la portée 5.Un deuxième bouchon 15, possédant un corps tronconique 16 fileté surmonté d'un chapeau 17 formant butée et percé d'un canal 18 de faible section se prolongeant par un embout 19 haute pression, est vissé sur la partie filetée correspondante de la partie tronconique 8 et obture ainsi l'extrémité de la cavité du côté de l'alésage. L'étanchéité de cette obturation est assurée par un joint 20, par exemple joint toroïdal, placé dans une gorge circulaire 21 pratiquée dans la portée 9. Sur la portée 7 repose une membrane élastique 22, par exemple métallique ou en matière élastomère, qui est maintenue en place par une bague 23 sur laquelle s'appuie un bossage 24, de diamètre inférieur à celui de l'alésage 6 et supérieur au diamètre intérieur de la bague, prévu à l'extrémité du bouchon 15.La membrane élastique divise l'espace limité par la surface latérale de la cavité et les extrémités intérieures des bouchons 10 et 15, en deux zones 25 et 26 non communicantes, dont l'une, la zone 26, présente un faible volume. Dans la partie médiane du corps de cellule sont ménagés deux évidements cylindriques 27 et 28, qui ont même axe et sont disposés de part et d'autre de la cavité 3 et dont l'axe commun rencontre l'axe de la cavité. Chacun de ces évidements est formé par un alésage cylindrique, respectivement 29 et 30, s'ouvrant dans la cavité et prolongé, vers l'extérieur du corps de cellule, par une partie cylindrique filetée, respectivement 31 et 32, de plus grand diamètre qui débouche sur la surface extérieure du corps de cellule. Dans chacun de ces évidements est monté un ensemble transducteur électroacoustique, respectivement 33 et 34, comportant un transducteur électroacoustique, respectivement 35 et 36, comme par exemple un transducteur piézoélectrique qui est disposé dans un support de maintien en équipression, respectivement 37 et 38, ledit transducteur étant situé au voisinage immédiat de la cavité. Ledit support comporte une partie mâle et une partie femelle.La partie mâle du support, respectivement 39 et 40, consiste un élément cylindrique coulissant dans l'alésage de l'évidement correspondant, respectivement 27 et 2 & et se prolongeant par un élément cylindrique de plus faible diamètre. Cette partie mâle comporte, dans l'extrémité tournée vers la cavité, un logement, respectivement 41 et 42 pour le transducteur, ledit logement communiquant avec un canal axial, respectivement 43 et 44, débouchant à l'autre extrémité de ladite partie mâle par une partie filetée, respectivement 45 et 46, ledit canal servant entre autres au passage du conducteur électrique, respectivement 47 et 48, d'alimentation du transducteur.L'étanchéité du passage du conducteur est assurée par un bouchon, respectivement 49 et 50, qui est vissé sur la partie filetée terminant le canal et dans lequel ledit conducteur est monté de manière étanche. La partie femelle, respectivement 51 et 52, du support consiste en une bague ajustée coulissant sur l'élément de faible diamètre de la partie mâle du support et maintenue en place sur cet élément par un anneau de retenue, respectivement 53 et 54, ladite bague se vissant par une partie extérieure filetée sur la partie filetée de l'évidement correspondant et comportant un chapeau de plus grand diamètre venant en butée contre la face extérieure du corps de cellule.La partie mâle du support est percée également d'une part d'un canal radial, respectivement 55 et 56, mettant en communication la surface extérieure de ladite partie mâle avec le canal axial qu'elle comporte et d'autre part d'un canal, respectivement 57 et 58, faisant communiquer le canal radial avec sa partie extérieure du côté de la cavité. L étanchéité de l'assemblage du support dans l'évidement correspondant est assurée par un joint, respectivement 59 et 60, comme par exemple un joint toroïdal placé dans une gorge, respectivement 61 et 62, ménagée sur la surface latérale de l'élément cylindrique de plus grand diamètre de la partie mâle du support. Sur le schéma d'appareillage représenté sur la figure 2, le repère 1 désigne la cellule décrite en référence à la figure 1. Le conducteur d'alimentation du transducteur électroacoustique, par exemple transducteur piézoélectrique, de ladite cellule jouant le rôle d'émetteur, par exemple le conducteur 47 du transducteur 35 est connecté, à travers un interrupteur 64 actionné par un déclencheur 65, à la sortie d'un générateur 63 de signaux électriques de commande. L'ensemble générateur 63, interrupteur 64 et déclencheur 65 constituant par exemple un générateur de signaux électriques en forme d'impulsions rectangulaires.Un système de comptage de temps 66, en particulier une horloge à quartz, reçoit par une première entrée le signal électrique issu de l'interrupteur 64 et par une deuxième entrée le signal de sortie délivré par le conducteur 48 du transducteur électroacoustique 36, par exemple transducteur piézoélectrique, de la cellule 1 jouant le rôle de récepteur. Ledit système de comptage de temps est déclenché par le début d'émission du signal électrique impulsionnel en forme d'onde rectangulaire par exemple et il s'arrête dès que le signal de sortie du transducteur 36 arrivant par le conducteur 48 atteint un niveau fixé. Le système de comptage de temps délivre un signal représentatif du temps de passage des ondes acoustiques à travers le matériau contenu dans la chambre de mesure de la cellule 1. Ledit signal est envoyé à un enregistreur 67 sur lequel s'inscrit la courbe des variations du temps de passage, ou temps de transit, en fonction du temps. Un système, désigné schématiquement par le repère 68, du type comportant un ou plusieurs colliers chauffants, chauffés électriquement, entourant le corps de la cellule 1 et asservis par un thermocouple disposé dans le corps de ladite cellule, permet de chauffer la cellule à la température appropriée et d'assurer une régulation de ladite température. Dans le cas de contrôles effectués sur des ciments destinés à être injectés dans un sondage, on peut en particulier réaliser une montée progressive en température pour reproduire les conditions rencontrées par le ciment au cours de son injection. Lorsque l'on désire opérer dans des conditions contrôlées de température, la cellule 1 est placée dans une enceinte calorifugée. Un système pneumatique 69, du type hydropompe, d'amplification et de régulation de pression est relié à l'embout haute pression 19 de la cellule 1 pour injecter un fluide hydraulique sous pression dans la chambre 26 de la cellule 1 de manière à amener la pression exercée par le fluide sur la membrane 22 de ladite cellule à la valeur appropriée et à réguler ladite pression. Dans le cas de contrôles effectués sur des ciments destinés à être injectés dans un sondage, on peut aussi réaliser une montée progressive en pression pour reproduire les conditions rencontrées par le ciment au cours de son injection. Sur le schéma d'appareillage donné sur la figure 3, le repère 1 désigne la cellule 1 décrite en référence à la figure 1. On retrouve également le conducteur 47 d'alimentation du transducteur électroacoustique 35, notamment transducteur piézoélectrique, jouant le rôle d'émetteur et le conducteur 48 par lequel est issu le signal électrique de sortie du transducteur électroacoustique 36, notamment transducteur piézoélectrique, jouant le rôle de récepteur. Les repères 68 et 69 désignent respectivement le système de chauffage et de régulation de température de la cellule 1 et le système pneumatique d'amplification et de régulation de pression de ladite cellule qui ont été décrits plus en détail en référence à la figure 2. Un générateur électrique 70 de bruit à fréquence aléatoire et à amplitude sensiblement constante alimente le conducteur 47 du transducteur 35 jouant le rôle d'émetteur.Le conducteur 48 du transducteur 36 jouant le rôle de récepteur est connecté à l'entrée d'un enregistreur 71. Cet enregistreur donne un diagramme représentant, en fonction du temps, les variations de l'amplitude des ondes acoustiques engendrées à partir du signal émis par le générateur de bruit et ayant traversé le matériau sous contrôle. L'amplitude du signal générateur étant sensiblement constante, l'amplitude du signal reçu par l'enregis- treur est représentative de l'atténuation des ondes acoustiques ayant traversé le matériau. L'utilisation d'un générateur de bruit à fréquence aléatoire élimine les atténuations du signal résultant de phénomènes de résonance lors du passage des ondes à travers la cellule. La réalisation d'un essai de contrôle de la prise et du durcissement d'un matériau passant d'un état liquide ou pâteux à un état solide, et en particulier dlun ciment, en faisant appel à l'appareillage suivant l'une des figures 2 ou 3 et équipé de la cellule décrite en référence à la figure 1 peut être schématisée comme suit. Tout d'abord la cellule 1 est ouverte par enlèvement du bouchon 15, de la bague 23 et de la membrane 22, et les parois de la chambre de mesure 3 sont graissées pour éviter l'adhérence du matériau à contrôler. Ledit matériau, par exemple ciment gâché avec de l'eau dans le cas du contrôle d'un ciment, est placé à l'intérieur de la chambre de mesure jusqu'au niveau de la portée 7, puis la membrane est remise en place sur ladite portée, la bague est posée sur la membrane, et le bouchon 15 est vissé. En outre, on remplit d'huile les canaux de chacun des supports des transducteurs de manière à ce que lesdits transducteurs soient maintenus en équipression.La cellule 1 ainsi préparée contenant le matériau à contrôler est placée dans une enceinte calorifugée et le système 68 de chauffage de la cellule et de régulation de sa température ainsi que le système 69 d'amplification et de régulation de la pression s'exerçant sur la membrane 22 sont mis en marche.La sortie du générateur d'impulsions électriques, ensemble formé par le générateur 63, l'interrupteur 64 et le déclencheur 65 dans le cas de l'appareillage de la figure 2 ou bien générateur 70 de bruit à fréquence aléatoire et à amplitude constante dans le cas de l'appareillage de la figure 3, est connectée au conducteur 47du transducteur émetteur 35 de la cellule tandis que la sortie 48 du transducteur 36 de ladite cellule est reliée soit, dans le cas de l'appareillage de la figure 2, à l'une des entrées du système de comptage 66 dont l'autre entrée est connectée à la sortie de l'interrupteur 64 et la sortie est reliée à l'enregistreur 67,soit, dans le cas de l'appareillage de la figure 3, directement à l'enregistreur 71. Lorsque la cellule se trouve dans les conditions choisies de pression et de température, le générateur d'impulsions ou de bruit est actionné et les impulsions électriques produites excitent le transducteur émetteur qui produit des ondes acoustiques se propageant à travers la matière à contrôler vers le transducteur récepteur, ce dernier transformant l'éner- gie acoustique qu'il reçoit en un signal électrique. On enregistre, en fonction du temps, un signal représentatif soit du temps de transit des ondes acoustiques dans le matériau sous contrôle dans le cas de l'appareillage de la figure 2 soit de l'atténuation des ondes acoustiques ayant traversé le matériau sous contrôle dans le cas de l'appareillage de la figure 3.Dans le cas de l'appareillage de la figure 2, le générateur d'impulsions utilisé émet des impulsions électriques rectangulaires de largeur déterminée (par exemple 10 microsecondes) qui se répètent à une cadence telle (par exemple période égale à 100 microsecondes) que l'enregistrement correspondant à une impulsion soit complètement terminé Lorsque l'impulsion suivante est émise. Sur la figure 4 on donne, à partir d'une même origine des temps, à savoir l'instant zéro de début d'émission d'une impulsions rectangulaire de durée 10 microsecondes, le signal électrique E repue sentant cette impulsion fourni au transducteur émetteur et le signal de sortie S du transducteur récepteur de la cellule de l'appareillage de la figure 2 résultant de cette impulsion pour trois stades d'évolution d'un ciment (ciment de type CPA gâché avec 46 % de son poids d'eau douce), à savoir ciment liquide (diagramme A), ciment en début de prise (diagramme B), et ciment durci (diagramme C).Une comparaison des diagrammes nitre que le temps de transit des ondes acoustiques dans le matériau sous contrôle, c'est-à-dire la différence entre l'instant d'apparition dlun signal de niveau fixé à la sortie du transducteur récepteur et l'instant de début d'émission de l'impulsion rectangulaire d'excitation du transducteur émetteur, diminue sensiblement lorsque le ciment évolue depuis l'état liquide (diagramme A avec un temps de transit de 47 microsecondes en passant par la phase de début de prise (diagramme B avec un temps de transit de 41 microsecondes) pour arriver à l'état de ciment durci (diagramme C avec un temps de transit de 30 microsecondes). in dasutres termes, la vitesse des ondes acoustiques dans le ciment en rn-s d'évo- lution augmente sensiblement lorsque le ciment évolue de l'état liquide, en passant par la phase de prise, jusqu'à l'état durci. Sur la figure 5, les courbes I et II représentent, en fonction du temps, les variations du temps de transit mesuré en microsecondes en abrégés s) pour un ciment de la classe G gâché avec 44 % de son poids d'eau douce et sans additif, cette mesure étant réalisée avec 1appareil- lage de la figure 2 en utilisant des impulsions d'excitation rectangu- laires de période 100) > s et de largeur égale à 10j/ s, la cellule ayant une chambre de mesure présentant un diamètre de 40 millimètres.La courbe I était obtenue en travaillant à la pression atmosphérique et à une température de 48 C et la courbe II correspond à une opération uise en oeuvre à 48 C et sous une pression égale à 200 bars, la montée en pression se faisant en 30 minutes à partir de l'instant de début d'émission. En outre, sur cette même figure, la courbe III représente, avec la même échelle des temps en abscisse, la courbe de consistance obtenue pour un controle du ciment au consistomètre normalisé API. On constate que le débuts de prise du ciment au consistomètre normalisé (consistance atteignant lEo unîtes de consistance Len abrégé U.C. 3, correspond à une variation brutale du temps de transit (courbes I et II). Le temps de pompabilité du ciment, dont la définition normalisée correspond au temps au bout duquel la consistance du ciment gâché atteint la valeur 100 U.C. au consistomètre normalisé et correspond à l'abscisse t p sur le diagramme de la figure 5, correspond à une définition de 20 % du temps de transit. La résistance mécanique à la compression du ciment mesurée à la presse hydraulique après des durées de 3,25 heures, 5 heures et 24 heures était égale à 30 bars, 90 bars et 236 respectivement. Cette augmentation avec le temps de la résistance à la compression du ciment (durcissement du ciment) correspond à une diminution du temps de transit comme indiqué ci-après Résistance à la compression : 30 90 236 (bars) Diminution du temps de transit (%) : 22 36 42 Pour un type de ciment donné, la connaissance de la diminution du temps de transit des ondes acoustiques traversant le ciment en cours de prise puis de durcissement permet d'accéder d'une part à une valeur représentative du temps de pompabilité du ciment gâché et d'autre part à la résistance à la compression du ciment durci, cette dernière indication permettant de déterminer le temps d'attente pour la reprise des opérations de forage du sondage soumis à l'injection de ciment. Le comportement du ciment précité peut être schématisé comme suit en relation avec la diminution du temps de transit Diminution du temps Evolution du ciment de transit (%) Evolution du ciment O Ciment liquide o - lo Epaississement 10 - 20 Temps de pompabilité 22 Résistance 30 bars 36 Résistance 90 bars 42 Résistance 236 bars En comparant les courbes I et II, on peut voir qu a un instant donné, dans l'intervalle correspondant à la prise du ciment, le temps de transit est plus faible lorsque la pression est plus élevée, ce qui indique un stade d'évolution plus avancée du ciment.Ceci montre la nécessité de connaitre la valeur du temps de pompabilité dans les conditions réelles de pression et de température que doit rencontrer le ciment, surtout pour une utilisation du ciment à pression et température élevées, pour éviter une prise en masse prématurée du ciment. D'où l'intérêt de faire appel, pour le contrôle du ciment, à la cellule suivant l'invention qui permet d'opérer même à des pressions et températures élevées. La courbe de la figure 6 représente en fonction du temps l'amplitude du signal électrique de sortie du transducteur récepteur de la cellule 1 de l'appareillage suivant la figure 3, pour un ciment de type CPA (Ciment Portland Artificiel) gâché avec 46 % d'eau douce, en opérant avec une chambre de mesure de 40 millimètres de diamètre et dans des conditions de température et de pression correspondant à la température ambiante et à la pression atmosphérique. L'amplitude dudit signal, qui est fonction de l'atténuation des ondes acoustiques ayant traversé le ciment (une faible amplitude du signal correspondant à une forte atténuation des ondes acoustiques et vice versa), reste très faible tant que le ciment est liquide, puis elle augmente brusquement au moment de la prise et continue à augmenter par la suite. Le moment où le début d'évolution est constaté correspond encore à la valeur t' du temps de pompabilité p mesurée au consistomètre normalisé API. L'impédance acoustique du milieu continue ensuite à décroitre (atténuation allant en diminuant) pendant le durcissement du ciment. La connaissance des variations en fonction du temps de l'amplitude du signal précité fonction de l'atténuation de l'amplitude des ondes acoustiques traversant le ciment en cours d'évolution et produites par un signal d'excitation à niveau constant, permet encore d'accéder à une valeur représentative du temps de pompabilité du ciment, cette valeur correspondant au temps au bout duquel on observe un accroissement brusque de l'amplitude dudit signal enregistré. REVENDICATIONS 1 - Cellule pour le contrôle par voie acoustique des caractéristiques, notamment de la prise et du durcissement de matériaux passant de l'état liquide ou pâteux à l'état solide, en particulier de ciments caractérisée en ce qu'elle comporte un corps de cellule dans lequel sont ménagés une cavité, dite chambre de mesure, débouchant par deux extrémités opposées en deux endroits opposés de la surface extérieure du corps de cellule ainsi que deux évidements disposés de part et d'autre de la cavité en se faisant face et s'ouvrant chacun sur la face extérieure du corps de cellule, un premier et un second bouchons fixés de façon amovible au corps de cellule et obturant chacun, de manière étanche, l'une des extrémités opposées ouvertes de la cavité, et un premier et un second transducteurs électroacoustiques, l'un jouant le rôle d'émetteur d'ondes acoustiques et l'autre de récepteur desdites ondes, montés chacun dans l'un des évidements du corps de cellule de telle sorte que les ondes acoustiques allant du transduc teur émetteur au transducteur récepteur traversent la cavité. 2 - Cellule suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les évi dements pratiqués dans le corps de la cellule débouchent dans la cavité, et que l'élément émetteur d'ondes acoustiques du transducteur émetteur et l'élément récepteur d'ondes acoustiques du transducteur récepteur sont disposés d'une position légèrement en retrait de la cavité à une position débordant légèrement dans la cavité et de préférence en position affleurant ladite cavité. 3 - Cellule suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la cavité présente une portée au voisinage de l'une de ses extrémités, et qu'une membrane élastique reposant sur cette portée obture la cavité en divisant l'espace de ladite cavité compris entre les bou chons, en deux zones dont l'une présente un faible volume par rapport à l'autre. 4 - Cellule suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le bouchon en regard de la zone de faible volume de la cavité est percé d'un canal de faible section, dont une extrémité s'ouvre dans ladite zone de faible volume et l'autre extrémité, en forme d'embout haute pression, met ladite zone en communication avec l'extérieur. 5 - Cellule suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens, reliés à l'embout haute pression du bouchon, pour l'injection d'un fluide, notamment liquide, sous pres sion dans la zone de faible volume et pour la régulation de la pression du fluide dans ladite zone, lesdits moyens étant en parti culier du type hydropompe. 6 - Cellule suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens permettant de l'amener à la température désirée et de réguler ladite température, lesdits moyens étant en particulier du type colliers chauffants ou crayons chauffants asservis par thermocouple. 7 - Cellule suivant lune des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les transducteurs sont du type piézoélectriques. 8 - Cellule suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les transducteurs électroacoustiques sont associés à des moyens assurant leur maintien en équipression dans les évidements du corps de cellule. 9 - Cellule suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens ou est associée à des moyens extérieurs à la cavité permettant l'agitation du matériau contenu dans ladite cavité. 10 - Appareillage pour le contrôle par voie acoustique des caractéristiques notamment de la prise et du durcissement de matériaux passant de l'état liquide ou pâteux à l'état solide, en particulier de ciments, incluant une cellule suivant l'une des revendications 1 a 9, et comportant en outre un système générateur d'impulsions électriques, dont la sortie est connectée à l'entrée du transducteur électroacoustique de la cellule jouant le rôle d'émetteur, et des moyens pour enregistrer et/ou visualiser le signal électrique de sortie du transducteur électroacoustique jouant le rôle de récepteur et éventuellement le signal électrique alimentant le transducteur émetteur, ou encore pour traiter lesdits signaux et enregistrer et/ou visualiser une grandeur représentative de leur décalage temporel et/ou du rapport de leurs amplitudes. 11 - Appareillage suivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'il inclut une cellule suivant l'une des revendications 1 à 9, et comporte, en outre, un générateur d'impulsions électriques constitué par un générateur de signaux électriques de commande, dont la sortie est connectée, à travers un interrupteur actionné par un déclencheur, à l'entrée du transducteur émetteur de la cellule, un système de comptage de temps recevant par une première entrée le signal issu de l'interrupteur et par une deuxième entrée le signal de sortie du transducteur récepteur de la cellule, ledit système étant déclenché à l'instant de début d'arrivée de l'impulsion électrique au transduc teur émetteur et étant arrêté dès que le signal de sortie du trans ducteur récepteur atteint un niveau fixé, et des moyens pour enregis trer et/ou visualiser le signal de sortie du système de comptage de temps. 12 - Appareillage suivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'il inclut une cellule suivant l'une des revendications 1 à 9, et comporte en outre, un générateur électrique de bruit à fréquence aléatoire et à amplitude sensiblement constante connecté à l'entrée du transducteur émetteur de la cellule, et un enregistreur et/ou un dispositif de visualisation recevant le signal de sortie du transduc teur récepteur de la cellule.