Brevet FR2478324A1 — publié le 19810918

1. L'invention concerne un procédé d'exploration sismique dans lequel des vibrations sismiques, produites par une ou plusieurs sources vibratoires, sont injectées dans le sol, puis des vibrations sont enregistrées par un ou plusieurs détecteurs situés en un point éloigné de la source. L'invention concerne en particulier la récupération ou collecte de la totalité de l'information d'amplitude de l'onde sismique, généralement souhaitée, bien que des représentations des ondes injectées dans le sol et des représentations des vibrations du sol qui en résultent soient enregistrées sous la forme de "bits de signe" ou sous la forme écrêtée (c'est-à-dire sous une forme ne retenant que le signe algébrique des signes sinusol- daux). Dans la méthode vibratoire décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 2 688 124, des ondes sismiques sont produites par des vibrateurs mécaniques posés sur la surface du sol. Les ondes se propagent à travers le sol dans diverses directions à partir de la source de vibrations. Une certaine partie de l'énergie ondulatoire se propage indéfi- niment vers le bas et ne sert à aucune fin d'exploration, mais au moins une partie de l'énergie ondulatoire est rétrodiffusée vers la surface du sol par diverses formations souterraines de réflexion, de diffraction et de réfraction. Cette partie, lorsqu'elle est convenablement enregistrée et traitée, sert à délimiter les formations souterraines qui ont provoqué sa rétrodiffusion vers la surface du sol. Dans la méthode vibratoire, les ondes introduites dans le sol forment de longs trains plutôt que les impulsions beaucoup plus vives des ondes introduites dans le sol par les sources explosives utilisées antérieurement au brevet n0 2 688 124 précité. Une partie essentielle du procédé décrit dans ce brevet consiste à traiter les données reçues pour produire des enregistrements qui tendent à montrer de courtes impulsions représentant des réflexions provenant d'interfaces souterraines. Dans le procédé décrit dans le brevet précité, les courtes impulsions souhaitées sont obtenues sur les enre- gistrements sismiques finaux par comparaison d'une représen- tation enregistrée des ondes vibratoires introduites dans le 2. sol avec la représentation enregistrée des ondes reçues ensuite. L'utilisation d'une comparaison telle que décrite dans le brevet précité et reprise dans de nombreux autres ouvrages par la suite, est à présent si bien connue en sismo- logie vibratoire qu'elle est supposée être bien connue dans la description qui suit dans le présent mémoire, et cette description ne portera donc que sur les différences par rapport à l'art antérieur. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4 058 791 décrit un procédé et un appareil conçus pour résoudre le problème croissant consistant à traiter toutes les infor- mations recueillies en prospection sismique moderne. On souhaite à présent recueillir des informations provenant de centaines, et parfois même de milliers, de récepteurs et les diriger vers des dizaines, et parfois même des centaines, de canaux d'enregistrement. Il est reconnu dans le brevet n0 4 058 791 précité qu'une certaine partie essentielle de l'information sismique est préservée dans le cas o seuls les signes algébriques des signaux reçus, et non les formes d'ondes complètes, sont enregistrés. L'utilisation de canaux d'information ne nécessitant le traitement que de bits de signes permet de multiplier le nombre de canaux disponibles, à capacité d'enregistrement et de traitement égale. De plus, il est indiqué dans le brevet n0 4 058 791 précité que, au cours de certains travaux de sismologie vibratoire, lorsque des représentations de bits de signes des ondes provenant des sources sont comparées à des représentations de bits de signes des ondes reçues, les fonctions d'intercorrélation résultantes semblent analogues aux fonctions d'intercorrélation réalisées à partir de signaux d'entrée constitués d'ondes complètes, pourvu que les fonctions de corrélation résultantes fassent l'objet d'une "sommation en couverture multiple" à multiplicité élevée (le facteur de couverture multiple étant d'au moins 40). Cependant, il convient en particulier de noter que le procédé et l'appareil décrits dans le brevet n0 4 058 791 précité utilisent un signal de source classique "grésillant" pour 3. produire des vibrations. En outre, il est indiqué que, lorsque leurs enregistrements finaux additionnés apparaissent analogues aux enregistrements additionnés classiques utilisant une technique à 16 bits, ils prennent référence sur les travaux de leurs prédécesseurs, par exemple ceux décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 883 725, qui ajoutent certaines "fonctions de décalage" aux signaux reçus avant que ces derniers soient écrêtés. La nécessité de procéder à une sommation d'ordre élevé est préjudiciable, car le grand nombre de canaux d'informations demandé pour produire une seule trace de sortie de sommation tend à annuler le grand avantage pour lequel l'enregistrement des bits de signes est effectué, à savoir l'économie de capacité des canaux. Un grand nombre de canaux de faible capacité peut nécessiter une capa- cité d'enregistrement et de traitement aussi grande qu'un petit nombre de canaux à haute capacité. L'addition des "fonctions de décalage" est préjudiciable. Ces fonctions n'améliorent pas les enregistrements dans le cas général, bien qu'elles puissent avoir une certaine valeur dans certaines conditions limitées (par exemple avec des signaux à faible rapport signal/bruit). Par conséquent, les similarités indi- quées dans le brevet n0 4 058 791 précité, entre la fonction d'intercorrélation à partir des enregistrements de bits de signes et les intercorrélations à partir d'enregistrements des formes d'ondes complètes, dépendent de circonstances spéciales qu'il n'est pas souhaitable de produire ou de rencontrer en général au cours de travaux d'exploration sismique. Un autre inconvénient du procédé décrit dans le brevet n0 4 058 791 précité est qu'il ne permet aucune mesure de la similarité indiquée. Les résultats ne peuvent être établis sous forme mathématique indiquant la quantité d'informations ayant été rejetée au cours de l'opération d'écrêtage (la conversion en bits de signes) et indiquant également si l'information rejetée est essentielle ou non. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 264 606 décrit également un procédé et un appareil de prospection sismique dans lesquels des sources de vibrations sont commandées (conjointement avec un équipement classique 4. d'enregistrement d'ondes complètes) au moyen de codes pseudo- aléatoires qui, bien que différant en détail des codes préférés indiqués dans le présent mémoire, partagent avec eux la propriété globale et souhaitable "d'une séquence de code qui peut être représentée comme une série chronologique de références ayant une fonction d'autocorrélation unique comprenant un seul lobe principal, sans lobes latéraux de plus grande amplitude que les lobes latéraux de la fonction d'auto- corrélation de composantes parasites, statistiquement sans relation, du signal complet détecté à l'emplacement de la détection" (colonne 13, lignes 32-44). Hormis les brevets précités, on peut également citer, comme référence technique ayant trait à ce domaine, l'article de A.B. Cunningham, Geophysics, décembre 1979, volume 44, n0 12, pages 1901 et suivantes. Cet article, inti- tulé "Some Alternate Vibrator Signals", donne le détail mathé- matique des types prévus de fonctions d'intercorrélation à partir de divers types de balayages de vibrateurs, y compris certains types de balayages pseudo-aléatoires. L'invention concerne un procédé dont la mise en oeuvre ne dépend pas d'une sommation d'ordre élevé ou de l'utilisation de signaux provenant de l'extérieur. Par contre, l'invention utilise une classe de signaux de vibrateur pouvant être caractérisés comme étant gaussiens, à moyenne nulle et stationnaires, conjointement avec l'enregistrement de bits de signes. Autrement dit, les vibrations injectées et reçues, provenant des sources et des récepteurs, respectivement, sont enregistrées -sous une forme écrêtée (c'est-à-dire sous une forme ne retenant que le signe algébrique). Le procédé selon l'invention utilise au maximum l'économie de capacité des canaux d'information de la méthode par bits de signes. L'intercorrélation, réalisée par la suite, de la représen- tation des bits de signes des vibrations pseudo-aléatoires et de la représentation des bits de signes des vibrations reçues permet d'obtenir des enregistrements d'intercorrélation qui diffèrent des enregistrements d'intercorrélation ayant pu être produits par enregistrement des formes d'ondes 5. complètes; on peut penser qu'ils sont en fait probablement identiques à ces enregistrements d'intercorrélation, hormis un facteur inconnu de démultiplication. Ainsi, lorsque le procédé de l'invention est convenablement mis en oeuvre, le seul sacrifice qu'il implique, pour bénéficier de l'économie de capacité des canaux de bits de signes, est la perte de la connaissance de l'échelle absolue de chaque trace. Cette perte est sans importance dans les campagnes d'exploration sismique les plus courantes. Selon une autre caractéristique de l'invention, les amplitudes relatives entre traces ("gain entre traces") peuvent être déterminées, par exemple, lorsque des composantes d'ondes directionnelles doivent faire l'objet d'une estima- tion relative pour qu'on en déduise les sens de progression des ondes, ou bien lorsque l'on doit estimer des changements de coefficient de réflexion sous la forme de fonctions de déport horizontal. Dans cette forme de l'invention, une petite fraction de la capacité disponible des canaux est utilisée pour l'enregistrement, également sous forme écrêtée, des traces résultantes des signaux parcourant les autres canaux. Ces traces résultantes peuvent être traitées pour que l'on recueille la totalité des amplitudes relatives entre les traces ("gains entre traces"). L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annezés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: - la figure 1 est une élévation schématique montrant une formation souterraine ainsi que les éléments principaux d'un appareil utilisé dans un système de prospection mettant en oeuvre le procédé de l'invention, ce système de prospection comprenant une source de vibrations destinée à être commandée au moyen d'un code pseudo-aléatoire, une série de détecteurs disposés de manière à recevoir les parties propagées des vibrations injectées, et un dispositif de traitement et d'enregistrement des signaux émis et enregistrés; - la figure 2 est un diagramme des temps dont la ligne supé- rieure représente l'onde complète d'un signal enregistré et dont la ligne inférieure représente là version écrêtée ou la 6. version en bits de signes du même signal produit par le dispositif représenté sur la figure 1; - la figure 3 est un diagramme montrant les données de réflexion traitées provenant d'un essai réel, effectué sur le terrain, du dispositif de prospection de la figure 1 qui met en oeuvre le procédé de l'invention; - la figure 4 est un diagramme montrant une séquence d'auto- corrélations, d'abord celle d'un balayage aléatoire, puis une sommation des autocorrélations de deux balayages aléa- toires différents, puis une sommation des autocorrélations de quatre, puis huit, puis seize balayages aléatoires différents; - la figure 5 est un schéma fonctionnel du dispositif de la figure 1, montrant divers trajets par lesquels un signal d'information peut circuler selon le procédé de l'inven- tion; et - la figure 6 est un schéma fonctionnel d'un circuit supplé- mentaire facultatif au moyen duquel des amplitudes relatives de traces peuvent être recueillies à l'aide des moyens de traitement et d'enregistrement montrés sur la figure 1. La figure 1 représente un système 10 de prospection sismique selon l'invention. Ce système 10 comprend une source 11 de vibrations placée en un point éloigné d'une série de détecteurs 13. Lors de l'utilisation, la source 11 injecte des vibrations sismiques dans une formation terrestre 14, vibrations dont le profil de l'amplitude en fonction du temps est commandé par un générateur 15 de balayage. Les signaux de commande de balayage transmis à la source 11 de vibrations sont également appliqués à un canal séparé d'infor- mation aboutissant à un écréteur 16 faisant partie d'une unité 17 de traitement et d'enregistrement. Le but de l'écrêteur 16 est de convertir le code du signal de commande en bits de signes. Une illustration d'un tel écrêtage est montrée sur la figure 2. Les représentations des bits de signes sont ensuite transmises à une unité 18 de corrélation et d'enregistrement. Sur la figure 1, les ondes vibratoires pénétrant dans la formation terrestre 14 sont représentées sous la forme de rayons 20, les ondes progressant obliquement vers le bas, 7. en direction de deux interfaces 21 et 22 de strates o elles subissent une réflexion partielle de manière à remonter suivant des trajets 23, également obliques, vers la série de détecteurs 13 placés à la surface 12 du sol. Bien que trois détecteurs seulement soient représentés symboliquement sur la figure 1, en pratique réelle, sur le terrain, on peut utiliser actuellement plusieurs centaines de détecteurs. A partir des détecteurs 13, les dernières opérations montrées sur la figure 1 consistent en des transmissions de données par l'intermédiaire d'un autre écrêteur 24 vers l'unité 18 de corrélation et d'enregistrement faisant partie du dispositif 17 de traitement et d'enregistrement. Dans l'unité 18 de corrélation et d'enregistrement, des intercorrélations sont réalisées à partir des données écrêtées et reçues et des représentations écrêtées des balayages vibratoires injectés. La figure 2 représente une onde complète 30 et sa version écrêtée 31 telle qu'elle apparaît à la sortie de l'écrêteur 24 montré sur la figure 1. Dans la version écrêtée, toutes les alternances ont été coupées immédiatement au-dessus ou au-dessous de l'axe horizontal, de sorte que seuls les signes de bits sont retenus. Il est évident que l'opération d'écrêtage élimine une certaine partie de l'information contenue dans l'onde initiale. Cependant, on peut se demander quelle est l'importance de l'information éliminée, et notam- ment si l'information éliminée est nécessaire à l'interpré- tation sismique. Les sismologistes d'exploration ne donnent pas de réponse quantitative à ces questions. On a donné une réponse qualitative qui a satisfait au moins partiellement les sismologistes d'exploration ayant mis au point et utilisé l'enregistrement des bits de signes en raison de l'économie très souhaitable qu'il permet sur la capacité des canaux d'information. Comme mentionné précédem- ment, lorsque des formes d'ondes écrêtées provenant du vibrateur et du détecteur sont mises en intercorrélation et en sommation avec une multiplicité élevée, la sommation des intercorrélations s'avère analogue à celle effectuée avec des ondes complètes. Cependant, la simple apparence d'une simi- larité n'a pas convaincu les sismologistes en général que la 8. totalité de l'information souhaitable est toujours présente après l'écrêtage. L'une des caractéristiques essentielles de l'invention réside dans la découverte que, si certains types de fonction de balayage sont utilisés pour la commande des sources de vibrations, on peut répondre aux questions précé- dentes. Il devient possible d'établir quantitativement la partie de l'information originale perdue lors de l'écrêtage. Il devient de plus possible d'établir que, dans l'exploration sismique la plus couramment pratiquée, si l'on utilise ces types spécifiés de fonctions de commande, aucune partie de l'information sismique habituellement utilisée n'est sacri- fiée lors de l'opération d'écrêtage. Les étapes physiques du procédé de l'invention, lorsqu'elles sont convenablement combinées, rendent possible l'utilisation de la quantité maximale, théoriquement possible, d'information pouvant être récupérée à partir des formes d'ondes écrêtées et mises en corrélation. La possibilité de recueillir la totalité de l'information, excepté l'amplitude absolue, à partir de corrélations de représentations d'ondes écrêtées de fonctions gaussiennes stationnaires, est sous-entendue dans les résultats théoriques obtenus par Van Vleck et indiqués dans un rapport datant de 1943 et concernant les signaux de brouillage de radars ("The Spectrum of Clipped Noise" Report No. 51, Radio Research Laboratory of Harvard University, 21 juillet 1943). Ce rapport de temps de guerre n'a pas beaucoup circulé, même dans les milieux traitant de la radio-électricité. Certaines personnes s'étant rappelé ce rapport et ayant pensé qu'il contenait des résultats théoriques valables l'ont remis à jour et republié sous les auspices de "Institute of Electrical and Electronics Engineers" ("The Spectrum of Clipped Noise", Van Vleck et Middleton, IEEE Proceedings, volume 54, n0 1, janvier 1966, pages 2-19). Le second document, de même que le premier, concerne également de manière explicite les parasites utilisés pour le brouillage des radars et il semble pratLquement inconnu des cS:physiciens d'exploration. Le nombre de géophysiciens d'exploration 9. travaillant actuellement et ayant été engagés précédemment dans des travaux sur le radar au cours de la seconde guerre mondiale est faible, mais, si certains d'entre eux ont eu connaissance du rapport de Van Vleck et l'ont compris, ils n'ont apparemment pas pensé à ses implications géophysiques. Un raisonnement peu évident est nécessaire pour penser à de telles implications. Il est nécessaire de penser à utiliser le "bruit" de Van Vleck "perturbation" destiné au brouillage, comme un "signal" sismique possible, tout à fait opposé à ce que l'on appelle le "bruit" dans le domaine de la sismologie. Le résultat de Van Vleck sur lequel repose la présente invention se trouve dans son équation (17), indiquée à la page 11 de l'ouvrage publié en 1966. Il est donné dans le présent mémoire sous une annotation différente de celle utilisée par Van Vleck, l'annotation utilisée dans le présent mémoire étant mieux adaptée à la sismologie théorique actuelle. Le résultat de Van Vleck peut être établi de la manière suivante: Soit W, Y des processus stationnaires conjointement aléatoires et à moyenne gaussienne nulle, k tique de l'enregistrement de bits de signes; et X(.,.) la fonction normalisée d'intercorrélation. Par "normalisé" on entend démultiplié par le produit des moyennes quadratiques de Y et W (cette démultiplication signifie que de telles fonctions ne contiennent pas d'information concernant l'amplitude absolue). On a alors: X(W,Y) = sin (2X(k(W), k J) (1) En clair, l'équation (1) indique que, étant donné deux signaux d'entrée (W et Y) ayant les propriétés conve- nables, leur intercorrélation X(W,Y) est la même (sauf en ce qui concerne le cadrage impliqué par la fonction sinusoïdale) qu'une intercorrélation démultipliée de la version écrêtée des deux signaux d'entrée, k(W) et k(Y). 10. Pour montrer comment il est possible d'appliquer ce résultat à,la prospection sismique, on suppose que W est un balayage de vibrateur et que Y est l'information sans corré- lation enregistrée par un géophone particulier. Dans ce cas, X(W,Y) représente le signal de sortie mis en corrélation d'un dispositif d'enregistrement classique à amplitude réelle (c'est-à-dire ne procédant à aucun écrêtage en un point quelconque dudit dispositif), et X(k(W),k signal de sortie normalisé et mis en corrélation d'un dispo- sitif dans lequel l'information est écrêtée lorsqu'elle arrive au géophone, puis est mise en corrélation avec un balayage écrêté (c'est-àdire un dispositif d'enregistrement de bits de signes). Interprété de cette façon, le résultat de Van Vleck implique que, si le balayage et l'information enregistrés ont les propriétés convenables, il est possible d'enregistrer à l'aide des dispositifs à bits de signes une information exempte de distorsion, hormis la perte d'information concer- nant l'amplitude absolue de la trace. L'amplitude absolue de la trace est perdue, car le résultat de Van Vleck s'applique à des intercorrélations normalisées. La perte de l'amplitude est la même que celle se produisant lorsque les traces des données sont égalisées à l'aide d'une porte unique contenant la totalité de la trace. Cette opération n'est pas équivalente à celle d'une commande automatique de gain. En utilisant les indications précédentes comme référence, on peut à présent décrire brièvement les diffé- rentes opérations du procédé de l'invention effectuant des balayages vibratoires et un enregistrement de bits de signes pour produire des traces finales d'intercorrélation qui équivalent étroitement, comme prévu mathématiquement, aux traces d'intercorrélation qui auraient pu être obtenues avec un enregistrement des ondes complètes, les traces obtenues réellement n'ayant perdu que leurs valeurs absolues globales qui sont des quantités utilisées rarement, si tel est le cas, dans la sismologie d'exploration actuelle. Conformément aux caractéristiques du procédé de l'invention, une forme préférée de ce procédé comprend les opérations consistant à: i1. A. injecter les vibrations sismiques dans le sol en comman- dant au moins une source de vibrations à réponse sensi- blement linéaire au moyen d'un code pseudo-aléatoire qui est gaussien, à moyenne nulle et stationnaire; B. enregistrer le code pseudo-aléatoire sous une forme écrêtée, c'est-à-dire en ne retenant que les bits de signes; C. enregistrer sous forme écrêtée les vibrations sismiques qui se sont propagées à travers le sol, de la ou des sources de vibration vers le ou les récepteurs; et D. établir une intercorrélation de la représentation des bits de signes du code pseudo-aléatoire avec la ou les représentations de bits de signes des vibrations sismiques reçues. Le résultat de cette intercorrélation est, sans plus, l'enregistrement sismique. Les quatre opérations précédentes, exécutées ensemble, donnent un résultat qu'il n'a jamais été possible d'obtenir jusqu'à présent, à savoir des traces finales d'intercorrélation qui équivalent, dans la limite des probabi- lités mathétiques, aux traces d'intercorrélation ayant pu être obtenues avec un enregistrement d'ondes complètes, excepté les valeurs absolues globales de ces ondes. Dans l'ensemble des opérations précédentes, l'opération particulière qui diffère le plus des opérations correspondantes de l'art antérieur est la première opération ou opération A. Il convient donc de décrire en détail les codes pseudo-aléatoires utilisés pour commander la source vibratoire 11 à réponse linéaire du système montré sur la figure 1. Dans le domaine de la commande des sources de vibration, on a déjà beaucoup utilisé des codes d'excitation portés par une bande magnétique, de sorte qu'il est inutile de décrire dans le présent mémoire la façon dont ces codes sont utilisés pour la commande des vibrateurs. Cependant, il convient d'indiquer que la technique a à présent progressé au point de rendre inutile la génération de codes d'excitation en un centre de calcul éloigné et de transporter sur le terrain ces codes sur bande magnétique. Les codes peuvent à présent 12. être produits "en temps réel" sur le terrain au moyen de microprocesseurs, et il semble possible que cette façon de procéder soit préférée dans le futur. La description qui suit a trait elle-même à certaines options possibles pour préparer un code particuliè- rement adapté à la mise en pratique de l'invention, à savoir un code constituant une réalisation d'un code gaussien, à moyenne nulle et stationnaire. Tout d'abord, on peut d'abord considérer l'intervalle de temps pendant lequel on peut prévoir que le balayage se prolonge. A titre d'exemple, une durée de 32 secondes constitue un intervalle de temps possible. Les dispositifs à bande magnétique utilisés en prospection géophysique disposent de divers -intervalles d'échantillonnage. Un intervalle de 2 millisecondes constitue un choix possible. Trente-deux secondes de code à une période d'échantillonnage de 2 millisecondes demandent 16 000 nombres aléatoires. Ces derniers peuvent être produits de plusieurs manières. L'une de ces manières consiste à utiliser l'un à la suite de l'autre deux des sousprogrammes bien connus faisant partie de l'ensemble de sous-programmes scientifiques "IBM Scientific Subroutine Package": RANDU, pour produire un groupe de nombres uniformément aléatoires, puis GAUSS pour convertir ces nombres en un groupe avec une distribution gaussienne. D'autres modes de production de groupes conve- nables de nombres sont décrits par Lewis, dans l'ouvrage "IBM Systems Journal n0 2" (1969) et par Knuth dans son livre "Seminumerical Algorithms" (volume 2 de "Art of Computer Programming", Addison Wesley Pub. Co.). Cependant, l'objectif souhaité pour le procédé de l'invention est un groupe, de nombres aléatoires avec une moyenne nulle et une distribution gaussienne. Un groupe de nombres aléatoires, à raison de 500 par seconde, peut contenir, en *termes de fréquence, des composantes pouvant atteindre 250 hertz, et ces fréquences sont supérieures à celles habituellement considérées comme utiles dans le travail d'un vibrateur utilisé en pratique. Aussi, une étape suivante possible consiste à faire passer le groupe de nombres aléatoires dans un filtre passe-bande numé- 13. rique pour limiter les fréquences à une certaine bande, par exemple à une bande comprise entre 10 et 80 hertz. De nombreuses caractéristiques de phases sont possibles. Une phase minimale est préférée, bien qu'une phase nulle puisse être satisfaisante. La dernière condition que le code pseudo- aléatoire doit satisfaire pour que l'ensemble du procédé selon l'invention corresponde d'une manière aussi proche que possible en pratique aux conditions idéales indiquées par le résultat de Van Vleck, est l'état "stationnaire". L'état stationnaire statistique est, par définition, le maintien des mêmes caractéristiques statistiques pendant- toute la durée de l'intervalle de temps concerné. Un code pseudo- aléatoire produit comme décrit précédemment possède naturellement un état stationnaire tant que des paramètres de commande de progamme ne sont pas modifiés pendant la durée au cours de laquelle il excite le ou les vibrateurs. On approche d'aussi près que possible, en pratique, de l'état stationnaire des données de la source et du récepteur en (1) déclenchant la mise en action du ou des vibrateurs suffisamment longtemps avant le début de l'enregistrement pour que les transitoires associés aux impulsions de réponse du sol s'évanouissent sensiblement (par exemple 6 secondes) et (2) prolongeantl'excitation des vibrateurs tels que le vibrateur 11 pendant toute la durée de l'intervalle au cours duquel les vibrations s'étant propagées à travers le sol sont enregistrées par les récepteurs tels que le récepteur 13. On a indiqué précédemment, sans plus de précision, que la ou les sources de vibrations doivent avoir une "réponse sensiblement linéaire". Cette condition pour une mise en oeuvre appropriée du procédé de l'invention peut demander un changement de certaines pratiques appliquées actuellement sur le terrain avec les sources de vibration. La plupart des vibrateurs classiques sont équipés de mécanismes de réaction automatique (par exemple des boucles à blocage de phase) qui sont généralement connus comme étant des compensateurs de phase. Ces dispositifs sont conçus sous la supposition que le signal commandant le vibrateur possède une fréquence qui varie 14. lentement avec le temps. Les balayages aléatoires ne répondent évidemment pas à cette supposition. L'expérience a montré que certains compensateurs de phase déforment notablement les signaux de sortie des vibrateurs lorsque des balayages aléatoires sont utilisés comme entrée. Par exemple, au cours d'un essai effectué sur le terrain, un vibrateur s'est arrêté réellement de lui-même et il n'y avait aucune réponse à une entrée aléatoire. La suppression des compensateurs de phase est nécessaire pour faire fonctionner certains vibrateurs d'une manière sensiblement linéaire lorsqu'ils sont commandés avec des balayages aléatoires. Cependant, lorsque les compen- sateurs de phase sont supprimés, la compensation automatique des différences mécaniques entre les divers vibrateurs n'est plus assurée et il peut être souhaitable de procéder à une certaine forme d'étalonnage précis des vibrateurs. La figure 3 montre des données de réflexion traitées à partir d'un essai du procédé de l'invention effectué réellement sur le terrain. Sur la figure 3, les données de réflexion, mises en corrélation, provenant de huit groupes de géophones sont indiquées en 35a, 35b, 35c, 35d, e, 35f, 35g et 35h. Le groupe 35a est le plus proche du point de tir. Il présente un déport horizontal de 36 mètres. Les groupes sont espacés les uns des autres de 9 mètres. Chaque groupe est constitué de six géophones espacés de 1,5 mètre le long de la direction du profil. Le balayage aléatoire utilisé pour produire ces données a une longueur de 16 secondes et une période d'échantillonnage de 2 millisecondes. Le balayage est produit par passage d'une séquence de nombres aléatoires générés au moyen de sousprogrammes RANDU et GAUSS par l'intermédiaire d'un filtre de phase nulle. La réponse en amplitude du filtre augmente linéairement de 0 hertz à hertz à raison de 12 dB/octave. Au-dessus de 125 hertz, la réponse en amplitude du filtre diminue linéairement à raison de 72 dB/octave. Deux traces A et B sont illustrées pour chaque groupe de géophones. La trace A résulte d'une corrélation d'une représentation d'amplitude complète du balayage aléatoire et du signal reçu par les géophones. La trace B 15. associée à chaque groupe est le résultat d'une corrélation des représentations de bits de signes du balayage aléatoire et du signal du récepteur. Les lignes verticales coupant les traces sont des lignes de synchronisation espacées de 100 milli- secondes. La similarité des deux traces A et B de chaque groupe est évidente. Les légères différences entre les traces peuvent être attribuées au fait que le résultat de Van Vleck s'applique à des prévisions plutôt qu'à des réalisations spécifiques, et au fait que les paramètres de balayage et l'équipement d'enregistrement utilisé pour la saisie de ces données ne conviennent pas de manière optimale au procédé de l'invention. Les données de la figure 3 montrent de manière très évidente que le procédé selon l'invention, tout en permettant une économie de capacité des canaux d'enregis- trement de bits de signes au niveau des sources et des récepteurs, ne sacrifie aucune des informations sismiques généralement souhaitées pour les enregistrements finalement traités. A partir de ce point, la description portera sur des perfectionnements et des variantes qui ne sont pas indispensables à la mise en oeuvre du procédé de base, mais qui peuvent être souhaitables pour l'obtention de performances optimales. Parfois, en sismologie utilisant des vibrateurs, pour accroître le rapport effectif signal/bruit, il est souhaitable de procéder à des balayages répétés et d'additionner les enregistrements résultant des répétitions successives, avec l'espoir d'amplifier les signaux souhaités et de tendre à annuler d'eux-mêmes les bruits. Lorsqu'on procède à des balayages aléatoires et que de telles répéti- tions sont effectuées, il est souhaitable d'utiliser une séquence de synchronisation différente des vibrations aléatoires pour chaque répétition. La figure 4 montre un tel procédé qui utilise des balayages aléatoires mis en autocorrélation et enregistrés sous la forme de traces 36a, 36b, 36c, 36d et 36e. La trace 36a correspond à l'auto- corrélation obtenue à partir d'un seul balayage. Les autres 16. traces 36b, 36c,..., 36e sont les sommes des autocorrélations de 2, 4, 8 et 16 balayages différents successifs. (Les lignes verticales sont des lignes de synchronisation espacées de millisecondes). Les variations apparaissant en plus de la crête principale sont dues au bruit de corrélation. Etant donné que le bruit de corrélation de l'un quelconque des balayages est différent de celui de tout autre balayage, le niveau de ce bruit diminue lorsqu'on additionne davantage de balayages. Un autre perfectionnement du procédé consiste à ajouter une étape de cadrage correspondant à l'expression complète du résultat de Van Vleck. Cette étape consiste à ajouter une autre étape à la méthode de base, à savoir la transformation des amplitudes des fonctions d'inter- corrélation, conformément à la relation X(W,Y) = sin('X(k (W),k (y),1) o k(W) est la fonction écrêtée enregistrée représentant les vibrations injectées. k(Y) est la fonction écrêtée enregistrée représentant les vibrations réfléchies et reçues; X(k(W),k(Y)) est la fonction d'intercorrélation de k(W) et k(Y); X(W,Y) est la fonction d'intercorrélation norma- lisée de la version à amplitude complète des deux fonctions W et Y (aucune d'elles n'étant écrêtée). Cette étape donne, dans les limites des probabi- lités statistiques, les formes d'ondes des intercorrélations finales sous leur forme la plus similaire -possible à celle ayant été obtenue au cours d'un enregistrement d'ondes complètes. La figure 5 montre certaines variantes et alter- natives du procédé de l'invention. Cette figure montre d'autres trajets le long desquels des signaux d'informations peuvent circuler lors de la mise en oeuvre du procédé. Le code pseudo-aléatoire initial, provenant du générateur 15 de 17. balayage, peut passer par un filtre 37 en se dirigeant vers le vibrateur 11, ou bien il peut être transmis directement à ce vibrateur, suivant la position d'un inverseur 38a. Le code peut passer par un filtre 39 en se dirigeant vers l'écrêteur 16, puis vers l'unité 18 de corrélation et d'enregistrement, ou bien il peut être transmis directement à cet écrêteur et à cette unité 18, selon la position d'un inverseur 38b. A l'intérieur de l'unité 18, les fonctions de corrélation de bits multiples peuvent être effectuées directement pour produire l'enregistrement final, ou bien elles peuvent être exécutées par l'intermédiaire d'un cadreur sinusoïdal 40, suivant la position d'un interrupteur 38c. On a déjà mentionné que, dans la sismologie d'exploration actuellement pratiquée; il est parfois néces- saire de connaître les amplitudes absolues des vibrations enregistrées (à cet égard, la sismologie d'exploration diffère évidemment de la sismologie des tremblements de terre dans laquelle la détermination des amplitudes absolues constitue un objectif primordial). Comme indiqué également précédemment, en sismologie d'exploration, il est cependant parfois néces- saire de connaître les amplitudes relatives des traces sismiques, par exemple lorsque des géophones à trois composantes sont utilisés pour déterminer la direction de progression d'une onde. Il est également nécessaire de connaître les amplitudes relatives lorsque des changements des coefficients de réflexion doivent être estimés sous la forme de fonctions du déport horizontal. Dans ces cas, il est possible de perfectionner le procédé de l'invention afin qu'il permette la détermination des amplitudes relatives des traces, Dans la description qui suit, il convient de noter que les traces dont on souhaite connaître les amplitudes relatives sont les traces finales - d'intercorrélation. Conformément à ce qui a été décrit précédemment, on sait, en appliquant comme indiqué plus haut le résultat de Van Vleck, que ces traces d'intercorrélation constituent des représen- tations précises de l'information sismique initiale, hormis la perte d'un facteur de démultiplication. Toutes les traces de corrélation ont été "normalisées" et il leur manque un multiplicateur global inconnu. 18. Une légère modification du circuit de l'unité 17 de traitement'et d'enregistrement, représenté sur la figure 1, permet de recueillir une information supplémentaire permet- tant de collecter les amplitudes relatives souhaitées. Comme représenté sur la figure 6, des canaux 43 de signaux provenant de plusieurs groupes de détecteurs (ou, le cas échéant, de détecteurs individuels dans certains essais effectués sur le terrain), sont divisés en sous-groupes 44a, 44b, 44c constitués chacun, comme montré sur la figure 6, de six de ces canaux, bien qu'ils puissent être constitués d'un nombre de canaux pouvant descendre jusqu'à deux ou pouvant s'élever à mille, du point de vue théorique. Avant d'être introduits dans une série d'unités 46 d'écrêtage et d'enregis- trement, les signaux des canaux 43 de chaque sous-groupe sont additionnés dans un élément 47 de sommation et dirigés, par l'intermédiaire d'un canal auxiliaire 48, vers une unité 46 d'écrêtage et d'enregistrement. Le signal de sommation passant dans chaque canal auxiliaire est écrêté et enregistré parallèlement aux signaux provenant des canaux de chaque sous- groupe. Ainsi, lors des intercorrélations effectuées par la suite, on obtient, pour chaque sous-groupe de six traces avec six multiplicateurs inconnus, une septième trace à laquelle est également associé un multiplicateur inconnu. A présent, si l'on considère un point particulier et quelconque de la durée de déroulement des sept corrélations indiquées ci-dessus, on peut voir que l'on peut obtenir six valeurs d'amplitudes de bits multiples à partir des traces des sous-groupes et une valeur à bits multiples à partir de la trace auxiliaire, cette valeur correspondant à la somme des valeurs à bits multiples provenant des traces des sous- groupes. En procédant ensuite de la même manière sur cinq points supplémentaires et différents de l'intervalle de temps, ces points étant considérés un à un, on peut obtenir, pour chaque point de cet intervalle de temps, six valeurs supplé- mentaires de bits multiples à partir des traces de sous- groupes et une valeur supplémentaire de bits multiples à partir de la trace auxiliaire. Il apparaît au spécialiste de la sismologie d'exploration qu'à partir de ces seuls six 19. points de l'intervalle de temps, on peut former un groupe de six équations simultanées à résoudre pour les rapports de tous les multiplicateurs de traces de sous-groupes inconnus au multiplicateur de trace auxiliaire inconnu, et que ceci équivaut à résoudre les amplitudes relatives entre les traces des sous-groupes. Dans des conditions réelles d'exploration, lorsque toutes les traces sont surchargées de bruits, il est plus commode d'utiliser davantage de points de l'intervalle de temps qu'il n'y a de traces de sous-groupes pour l'obtention de groupes répétés d'équations, afin que l'on ait beaucoup plus d'équations que d'inconnues, et de résoudre les groupes répétés ou redondants, par exemple par la méthode des moindres carrés, afin d'obtenir des valeurs statistiquement fiables des multiplicateurs inconnus (des méthodes de résolution de groupes redondants d'équations linéaires sont décrites par de nombreux auteurs, par exemple par G.P. Barnard: "Modern Mass Spectrometry", The Institute of Physics (Londres) 1953, pages 214-230). Il convient de noter que l'indication immédia- tement précédente pour résoudre les amplitudes relatives dans un sousgroupe de traces ne permet pas d'indiquer comment traiter un grand nombre de ces sous-groupes pour que toutes les amplitudes relatives de toutes les traces soient connues. Pour réaliser cette dernière opération, un second canal auxi- liaire de données doit être enregistré. La figure 6 montre des additionneurs supplémentaires 49 placés entre les sous- groupes 44a, 44b, 44c et additionnant les sommes des sous- groupes adjacents. Par une extension évidente du raisonnement donné précédemment, on peut voir que les amplitudes relatives de toutes les sommes des sous-groupes peuvent être déterminées à partir des sommes des sommes. On peut alors voir que toutes les amplitudes relatives de toutes les traces de tout nombre donné de traces peuvent être déterminées par ce schéma de sommation de sous-groupes et de sommation des sommes des sous- groupes. Le procédé-d'exploration sismique selon l'inven- tion permet donc une économie de -capacité des canaux 247832/î 20. d'enregistrement de bits de signes, à la fois au niveau des sources et des récepteurs, sans sacrifier une partie quelconque de l'information sismique généralement souhaitée pour les enregistrements devant être finalement traités. On peut même recueillir les amplitudes relatives des traces si cela est souhaité. L'expression "économie de capacité des canaux" est utilisée plusieurs fois dans le présent mémoire. Pour l'homme de l'art, cette expression signifie davantage que le simple facteur numérique de 16 qui est donné dans les spécifications "enregistrement à 16 bits" et "enregistrement de bits de signes". A partir de la théorie de l'informationil est connu que, lorsqu'il faut transmettre par un nombre quelconque de canaux d'information un plus faible nombre de bits par seconde, on obtient des avantages supplémentaires dont certains peuvent être comparés à d'autres. Le fait que le nombre de bits par seconde demandé soit plus bas rend possible de réduire soit la bande passante utilisable d'un canal d'information, soit, si cela est plus avantageux, le rapport effectif signal/bruit. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. 21. REVENDICATIONS 1. - Procédé de prospection sismique utilisant des sources de vibrations qui récupèrent toutes les informa- tions essentielles d'un enregistrement d'ondes complètes bien que le procédé n'utilise qu'un enregistrement des bits de signes des sources et des signaux détectés, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste: A. à injecter des vibrations sismiques (20) dans le sol (14) en commandant au moins une source vibratoire (11) à réponse sensiblement linéaire à l'aide d'un code pseudo- aléatoire; B. à enregistrer une représentation de bits de signes du code pseudo-aléatoire; C. à enregistrer une représentation de bits de signes des vibrations sismiques qui se sont propagées dans le sol (14), de ladite source de vibrations jusqu'à au moins un récepteur (13); et D. à mettre en intercorrélation la représentation des bits de signes du code pseudo-aléatoire et la représentation des bits de signes des vibrations sismiques reçues, le résultat de cette intercorrélation étant l'enregis- trement de prospection sismique souhaité. 2. - Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit code pseudo-aléatoire est une réalisation d'un processus gaussien, à moyenne nulle et stationnaire. 3. - Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'injection des vibrations sismiques est prolongée pendant l'intervalle de temps au cours duquel les vibrations sismiques propagées sont reçues. 4. - Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il consiste également à transformer les amplitudes du produit d'intercorrélation résultant de l'étape D, conformément à la relation X(WY) = sin (k(W),k(Y) o 22. k sentantles vibrations injectées; k(Y) est la fonction enregistrée représentant les vibrations propagées et reçues; X(k(W),k(Y)) est la fonction d'intercorrélation de k(W) et de k(Y); et X(W,Y) est la fonction d'intercorrélation normalisée de la version à amplitudes complètes des deux fonctions W et Y. 5. - Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que, lorsque les étapes A à D sont répétées, une séquence de synchronisation différente des vibrations sismiques aléatoires est utilisée à chaque répétition desdites étapes. 6. - Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le code pseudo-aléatoire est filtré, avant d'être utilisé pour commander la source de vibrations, à l'aide d'un filtre choisi dans le groupe comprenant des filtres passe-bande à phase minimale et des filtres passe-bande à phase nulle. 7. - Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le code pseudo-aléatoire est filtré, avant d'être utilisé pour commander la source de vibrations et également avant qu'il soit enregistré sous la forme de bits de signes, au moyen d'un filtre choisi dans le groupe comprenant des filtres passe-bande à phase minimale et des filtres passe- bande à phase nulle. 8. - Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que plusieurs récepteurs sismiques (13) sont utilisés, ainsi qu'un nombre correspondant de canaux de signaux dirigés vers un enregistreur (18), procédé consistant également, après l'étape C à diviser les canaux de signaux en sous-groupes constitués chacun d'au moins deux desdits canaux, et, au moyen d'au moins un canal auxiliaire pour chaque sous- groupe, à enregistrer sous la forme de bits de signes la somme des signaux de chaque sous-groupe. 9. - Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que plusieurs récepteurs sismiques sont utilisés, 23. ainsi qu'un nombre correspondant de canaux de signaux qui aboutissent à un enregistreur, le procédé comprenant les opérations suivantes qui s'ajoutent à l'étape C et qui consistent à diviser les canaux de signaux en sous-groupes constitués chacun d'au moins deux desdits canaux, à enregistrer, au moyen d'au moins un canal auxiliaire pour chaque sous-groupe, la somme des signaux de chaque sous-groupe sous la forme de bits de signes et, en utilisant au moins un autre canal auxiliaire pour chaque sous-groupe, à enregistrer sous la forme de bits de signes la somme composée comprenant la somme des signaux du sous-groupe lui-même et la somme des signaux d'un sous-groupe adjacent. 10. - Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que plusieurs récepteurs sismiques sont utilisés, de même qu'un nombre correspondant de canaux de signaux aboutissant à un enregistreur 18), procédé comprenant les opérations suivantes qui s'ajoutent à l'étape C et qui consistent à diviser les canaux de signaux en sous-groupes constitués chacun d'au moins deux desdits canaux, à enre- gistrer sous la forme de bits de signes, en utilisant au moins un canal auxiliaire pour chaque sous-groupe, la somme des signaux de chaque sousgroupe et, en utilisant au moins un autre canal auxiliaire pour chaque sous-groupe, à enregistrer sous la forme de bits de signes la somme composée comprenant la somme des signaux du sous-groupe lui-même et la somme des signaux d'un autre sous-groupe, de manière que la somme des traces de chaque sous-groupe entre dans au moins deux desdites sommes composées. 11. - Procédé de prospection sismique utilisant des sources de vibrations et permettant une économie de capa- cité des canaux pour l'enregistrement, sous forme écrêtée, d'ondes sismiques injectées et reçues, sans sacrifice de l'in- formation sismique essentielle contenue dans l'enregistrement sismique, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste: A. à produire un code pseudo-aléatoire qui est gaussien, de moyenne nulle et stationnaire; B. à filtrer le code au moyen d'un filtre (17) choisi dans le groupe comprenant des filtres passe-bande à phase minimale et des filtres passe- bande à phase nulle; 247G324 24. C. à commander au moins une source (11) de vibrations sismiques à réponse sensiblement linéaire, au moyen du code filtré résultant, afin d'injecter des signaux sismiques dans le sol (14) pendant un intervalle de temps plus long que l'intervalle d'enregistrement des ondes sismiques résultantes; D. à enregistrer une représentation écrêtée des signaux sismiques détectés par au moins un récepteur (13) disposé de manière à détecter les ondes sismiques résultantes; E. à enregistrer une représentation écrêtée du code pseudo- aléatoire sans filtrage de ce dernier; et F. à établir une intercorrélation de ladite représentation écrêtée du code pseudo-aléatoire et de ladite représen- tation écrêtée des signaux sismiques détectés, le résultat de cette intercorrélation étant l'enregis- trement sismique souhaité. 12. - Procédé selon la revendication 11, carac- térisé en ce que les étapes A à F sont répétées, et en ce qu'une séquence de synchronisation sismique différente des vibrations sismiques aléatoires est utilisée pour chaque répétition desdites étapes. 13. - Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que plusieurs récepteurs sismiques (13) sont utilisés, de même qu'un nombre correspondant de canaux de signaux aboutissant à un enregistreur (18), le procédé comprenant également des opérations qui s'ajoutent à l'étape D et qui consistent à diviser les canaux de signaux en sous- groupes constitués chacun d'au moins deux desdits canaux et, en utilisant au moins un canal auxiliaire pour chaque sous- groupe, à enregistrer sous forme écrêtée la somme des signaux de chaque sous-groupe. 14. - Procédé de prospection sismique, utilisant au moins une source de vibrations (11) qui récupère la totalité des informations essentielles d'un enregistrement d'ondes complètes, bien que ce procédé n'utilise qu'un enregistrement écrêté des signaux de la source et des signaux détectés, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste: 25. A. à injecter des vibrations sismiques (20) dans le sol (14) en commandant au moins une source (11) de vibrations à réponse sensiblement linéaire, au moyen d'un code pseudo- aléatoire; B. à enregistrer une représentation écrêté dudit code pseudoaléatoire; C. à enregistrer une représentation écrêtée desdites vibrations sismiques qui se sont propagées à travers le sol (14), de ladite source de vibrations jusqu'à au moins un récepteur (13); et D. à établir une intercorrélation de ladite représentation écrêtée du code pseudo-aléatoire et de ladite représen- tation écrêtée de l'enregistrement, par le récepteur, desdites vibrations sismiques qui se sont propagées, le résultat de cette intercorrélation étant l'enregis- trement de prospection sismique souhaité. 15. - Procédé de prospection sismique utilisant des sources de vibrations (11) et présentant une économie de capacité de canaux d'enregistrement de bits de signes des signaux des sources et des signaux reçus, sans sacrifice de l'information sismique essentielle qui aurait été obtenue par l'enregistrement d'ondes complètes des signaux des sources et des signaux reçus, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste A. à injecter des vibrations sismiques (20) dans le sol (14) en commandant au moyen d'un code pseudo-aléatoire au moins une source (11) de vibrations à réponse sensiblement linéaire; B. à enregistrer une représentation de bits de signes dudit code pseudo-aléatoire; C. à enregistrer une représentation de bits de signes des vibrations sismiques qui se sont propagées dans le sol, de ladite source de vibrations jusqu'à au moins un récep- teur (13); et D. à établir une intercorrélation de ladite représentation de bits de signes du code pseudo-aléatoire et de la représentation debits de signes des vibrations sismiques reçues, le résultat de cette intercorrélation étant l'enregistrement de prospection sismique souhaité. 26. 16. - Procédé d'exploration sismique présentant une économie de capacité de canaux d'enregistrement de bits de signes des signaux sismiques sinusoïdaux reçus, sous forme d'onde complète, sans sacrifice de l'information sismique essentielle contenue dans l'enregistrement sismique, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste A. à produire un code pseudo-aléatoire; B. à commander à l'aide de ce code pseudoaléatoire au moins une source (11) de vibrations à réponse sensiblement linéaire afin d'injecter des vibrations sismiques code pseudo-aléatoire avant, pendant ou après l'utili- sation de ce code pour la commande de la source de vibrations; et E. à établir une intercorrélation de ladite représentation de bits de signes des vibrations sismiques reçues et de la représentation des bits de signes du code pseudo- aléatoire, le résultat de cette intercorrélation étant l'enregistrement d'exploration sismique souhaité.