Brevet FR2496277A1 — publié le 19820618

"PROCEDE D'ENTR4INE > ENT D'UN ORGANE D'EXPLOFATI('N SISMIQUE A PARTIR D'UN BATEAU-MERE.' L'invention concerne l'exploration sismique en mer et plus parti culièrement ltentralnement à partir d'un bateau-mere d'organes d'exploration sismique comprenant au moins une source sismique et une flûte sismique. On sait qu'on peut explorer le sous-sol marin au moyen d'une source sismique marine qui émet des impulsions acoustiques se propageant dans l'eau et dans les couches de terrain sous-jacentes et d'hydrophones disposés selon une flute sismique, dite aussi"streamer", et recueillant l'énergie acoustique réfléchie dans ces couches de terrain sous-jacentes. La source sismique est portée ou remorquée par un bateau-mère et ce bateau remorque une flûte sismique. I1 est possible de faire remorquer plusieurs flûtes sismiques par le bateau-mère en utilisant un système de tangons pour maintenir les flûtes écartées les unes des autres. Mais la longueur de ces tangons est très courte et la traînée du bateau-mère perturbe les résultats ; les profils sismiques obtenus au moyen des flûtes sismiques remorquées par un même bateau sont superposées pour améliorer la couverture en points miroirs et faire des mesures de composantes latérales du pendage en profil large. La mise en oeuvre de ces tangons est très délicate et pose de nombreux problèmes relatifs aux attaches. En outre, les flûtes sismiques ne peuvent être maintenues qu'à des profondeurs faibles ne permettant pas toujours d'éviter l'influence de la boule et des bruits de surface et faisant courir un risque de destruction des flûtes sismiques lors du passage d'autres bâtiments.De même, la source sismique ne peut être placée à grande profondeur ni être beaucoup déportée par rapport au bateau-mère, La présente invention se propose d'assurer à partir d'un bateaumère l'entraînement d'au moins un organe d'exploration sismique à la profondeur désirée et dans la position voulue par rapport au bateau-mère. Un objet de l'invention est ainsi un procédé d'entraînement à partir d'un bateau-mère d'organes d'exploration sismique, dans lequel au moins l'un de ces organes d'exploration sismique est remorqué par un planeur immergé autopropulsé télécommandé à partir du bateau-mère. on peut de cette manière choisir la profondeur et la position optimales d'organes d'exploration sismique. I1 est possible de disposer plusieurs flûtes sismiques parallèles à une distance assez importante, par exemple 1 km, les unes des autres, et de tirer plusieurs profils SismiqueS que l'on peut traiter a volonté, séparément ou non, On a donc un système extrêmement souple, permettant d'obtenir des gains de temps et des économies considérables. Un objet de l'invention consiste aussi a maintenir le planeur inmergé autopropulsé ou les planeurs immergés autopropulsés a un gisement et une distance constants par rapport au bateauioère, au moyen d'un système d'asservissement commandé par sonar. Si plusieurs organes d'exploration sismique sont entralnés par des planeurs télécommandés a partir d'un même bateau-mère, un autre objet de l'invention consiste a commander par sonar le système d'asservissement en position par rapport au bateau-aère d'un premier planeur et par balises acoustiques a partir du bateau-aère et de ce premier planeur le système d'asservissement en position par rapport au bateau-mère d1au moins un autre planeur. La télécommande des planeurs par le bateau-mère peut s'effectuer selon tout type de télécommande compatible avec le milieu aqueux dans lequel doit s'effectuer la transmission. Selon un objet de l'invention, cette télécomnande est transmise au moyen de cibles de liaison a circulation électrique reliant le bateau-mère au planeur ou a chacun des planeurs. D'autres objets et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un exemple de réalisation qui va être décrit, a titre non limitatif, en se référant au dessin joint dans lequel - la Figure I est une vue en plan de l'ensemble d'un bateaumère, de deux planeurs remorquant chacun une flûte sismique, d'une source sismique et d'une autre flûte sismique remorquée par le bateau-mère ; - les Figures 2 et 3 sont des vues en élévation du même ensemble prises a partir de l'avant et a partir de la droite de la Figure 1 respectivement ; - la Figure 4 est une vue en plan, a plus grande échelle, d'un planeur. Un bateau-mère 1, qui a été supposé ici naviguer a la surface 2 de la mer, mais qui pourrait aussi etre un sous-marin, remorque de manière classique une source sismique 3 et une flûte sismique 4. Deux autres flutes sismiques 5, 6 sont, au contraire, remorquées selon l'invention chacune par un planeur autopropulsé, respectivement 7 et 8, relié au bateau-mère 1 par un câble électrique, respectivement 9 et 10. Ces câbles électriques peuvent être protégés au voisinage du bateau- e~2 !, r 425 tubes proteeteu s, respe^tixement Il et 12, a I'intériPur desquels ils descendent dans la mer. Ces câbles sont munis d'un cerrain nombre de bouées telles que 13 visibles sur la Figure 3. Les fluets sismiques 4, 5, 6 ont été représentées par un simple trait car elles ne font pas partie de l'invention et peuvent être de tout type selon les différents cas d'utilisation. Elles sont maintenues à une distance constante les unes des autres, par exemple a 1 km entre la fl?ite sismique centrale 4 et chacune des flûtes sismiques extrêmes 5 et 6. La flûte sismique centrale 4 a été représentée remorquée par le bateau 1 pour montrer comment on peut combiner le procédé classique d'entraînement d'une flûte sismique avec le procédé selon l'invention, mais on pourrait aussi faire remorquer la flûte sismique 4 par un troisième planeur immergé autopropulsé.De même, la source sismique 3 pourrait être remorquée par un planeur Le nombre de flutes sismiques remorquées par des planeurs immergés autopropulsés télécommandés a partir du bateau-mère 1 est choisi librement d'après les conditions d'exploration. Les Drofils sismiques que l'on tire des flûtes sismiques entraînées à partir du bateau-mère peuvent être traités séparément. On a ainsi une très grande souplesse dans la mise en oeuvre du processus d'exploration et on peut réduire considérablement la durée de l'exploration, ce qui représente une économie très sensible étant donné le coût du temps de travail d'une équipe sismique. De plus, du fait de leur immersion a grande profondeur, le planeur et la flûte sont presque insensibles à l'état de la mer et on peut trayailler plus longtemps sur l'échelle Beaufort. Le bateau-mère 1 est positionné par des moyens classiques tels que : radionavigation, centrale a inertie, balises ..., comme on le fait lorsque ce bateau remorque directement des flutes sismiques. Les planeurs 7 et 8 sont positionnés par rapport au bateau-mère 1. Un sonar, non représenté, installé sur la coque du bateau-aère 1 permet de suivre en distance et en gisement la position du planeur 7 tandis que la position du planeur 8 est déterminée par balisage acoustique a partir de la position du bateau-mère 1 et de celle du planeur 7. Dès que la position réelle d'un planeur 7 ou 8 sort d'un cercle de rayon égal a la précision choisie (50 m par exemple) entourant la position voulue de ce planeur, un asservissement électronique modifie les paramètres d'évolution du planeur en cap et en vitesse, Chaque planeur 7, 8, en forme du torpille, comporte, comme le montre la Figure 4, une hélice de propulsion 14 entraînée Dar un moteur électrique, non représenté, à une vitesse réglable, un gouvernail 15 réglable et des ailes portantes 16, 17 à géométrie variable, par exemple a ailerons inclinables 18, 19.L'intérieur du planeur n'a pas été remr-- senté, mais il permet l'installation r noteur de propulsion, d'un or--ne de manoeuvre du gouvernail 15 et d'un organe de manoel3vre ces ailerons 18, 19, ainsi que des moyens électriques zazou hydrauliques de commande de ce moteur et de ces organes de manoeuvre. Il comporte aussi une source d'énergie telle qu'une batterie d'accumulateurs, des moyens de mesure de profondeur d'immersion, des moyens d'échange d'informations avec le bateau-mère et de transmission d'informations entre la flûte sismique et le bateau-mère.Il abrite en outre un petit ballast et une bouteille d'air comprime, 5 flute sismique 5 ou 6 doit, en effet, etre entrainée a une vitesse et a une profondeur déterminees par le rlaneur 7 ou R qui la remorque. Le planeur doit avoir une autonomie de fonctionnement importante, par exemple d'une semaine a deux semaines, afin d'éviter au maxi mum les manoeuvres de ravitaillement par le bateau-mère. La forme en torpille du planeur reduit la consommation d'énergie nécessaire a la propulsion et elle minimise la traînée, cause de perturbation des relevés sismiques. La batterie d'accumulateurs disposée dans un planeur peut être éventuellement alimentée et rechargée à partir du bateau-mère 1 grâce au câble électrique 9 ou 10 La profondeur d'immersion d'un planeur se règle lors du déplacement de celui-ci en modifiant la surface portante des ailes. Le ballast intervient à l'état statique même du planeur, mais constitue plutt un système de sécurité permettant de remonter le planeur à la surface par injection d'air comprimé dans le ballast.Le planeur est muni d'un récepteur acoustique qui, a tout moment, peut recevoir des ordres . si le câble électrique 9 ou 10 se rompt ou si une avarie importante se produit, ce récepteur acoustique déclenche la mise en oeuvre du ballast pour que le planeur remonte à la surface et soit éventuellement repéré par flash. Sur la Figure 2, on a représenté un exemple où la flûte sismique 4 remorquée par le bateau-mère I se trouve à une profondeur (par exemple de 10 m) moindre que celle (par exemple 30 m) où se trouvent les flûtes sismiques 5, 6 entraînées par les planeurs 7, 8,pour faire ressortir les possibilités de ces dernières dont la profondeur d'immersion est choisie librement suivant la zone de travail Le planeur et la flûte sismique naviguant à des profondeurs identiques, les efforts exercés sur la flûte sont très réduits et les courants de narée agissent de la nme manière sur le planeur et la flûte. On assure à la flûte sismique une stabilité à la profondeu. requise.Un système de micro-valves asservis piÜt donner un certain nombre de flottabilités, par exemple à des profondeurs de 0, 5, ]0, 20, 30 m... On a simplement représenté schématiquement sur la Figure 4 une attache de la flûte sismique au planeur au moyen d'un câble auxiliaire 20 fixé à ses extrémités à un support rigide transversal 21 porté par le planeur, mais la liaison flute-planeur peut comporter un système amortisseur du genre de ceux couramment utilisés dans la liaison de remorquage d'une flûte par un bateau-mère. Les flûtes sismiques sont au renos enroulées sur des treuils, non représentés, disposés sur le bateau-mère, Lors de la mise en oeuvre d'une flotte sismique, celle-ci est déroulée dans liteau, sa flottabilité étant réglée à 0, puis un planeur est mis a liteau à l'arrière du bateaumère, la flûte est fixée à ce planeur et le couple d'éléments forme par la flûte et le planeur est mis en position. On répète la même onération pour chaque couple flûte-planeur, après quoi l'ensemble est prêt à fonctionner, la flottabilité étant alors réglée pour la profondeur voulue tant sur les planeurs que sur les flûtes sismiques. De très nombreuses variantes et modifications neuvent évidemment être apportées à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit sans sortir du cadre de l'invention. Les applications de l'invention ne sont pas non nlus limitées à celles envisagées à l'occasion de la description de cet exemple'due réalisation. On peut citer aussi, de manière non limitative, l'obtention de signatures dites "far field" sous des incidences variables, la mesure du coefficient de réflexion au fond dans une bande sismique et l'obtention de profils de réfraction en couverture multiple au fond, les données recueillies pouvant éventuellement être enregistrées sur cassettes dans un planeur. RrVENflICATI0NS 1 - Procédé d'entraînement a partir d'un bateau-mère d'organes d'expiora- tion sismique comprenant au moins une source sismique et une sismique, caractérisé en ce ou'au moins l'un (5, 6) des organes d'exploration sismique (3, 5, 6) est remorqué par un planeur immergé autopropulsé (7, 8) télécommandé a partir du bateau-mère (1). 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque planeur immergé autopropulsé (7, 8) est maintenu a un gisement et une distance constants par rapport au bateau-mère, au moyen d'un système d'asser vissement commandé par sonar. 3 - Procédé selon la revendication 2, appliqué à plusieurs organes d'exploration sismique (5, 6) entraînés par des-planeurs téléco=andés à partir d'un même bateau-aère (1), caractérisé en ce que le système d'asservissement est commandé par sonar pour un premier planeur (7) et par balises acoustiques pour au moins un autre planeur (8). 4 - Procédé selon la revendication J, caractérisé en ce que la télécom mande entre bateau-aère (I) et planeur immergé autopropulsé (7, 8) est transmise au moyen de câbles de liaison (9, 10) a circulation élec trique. 5 - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on utilise comme planeur (7, 8) un planeur muni d'une hélice de propulsion (14) a vitesse réglable, d'un gouvernail réglable (15) et d'ailes portantes (16, 17! a géométrie variable.