Brevet FR2574559A1 — publié le 19860613

L'invention a pour objet un étinceleur perfectionné adapte à engendrer dans l'eau des ondes acoustiques utilisables en particulier pour la mesure du coefficient de réflexion du fond. Les etinceleurs comportent en général un corps tracté en immersion par un navire et un ensemble d'électrodes fixees à ce corps -et reliées par des câbles conducteurs aux bornes d'un générateur à haute tension comportant par exemple une batterie de condensateurs. Les condensateurs sont décharges par intermittence dans les électrodes au moyen d'un dispositif de commutation du type eclateur. Le champ electrique intense crée entre les électrodes des étincelles qui vaporisent l'eau. I1 se forme des bulles de gaz dont la brusque expension engendre des ondes acoustiques. Les échos de ces ondes sur le fond de la masse d'eau et sur les couches souterraines sont reçus par un ou plusieurs capteurs immergés et transmis à un systeme d'enregistrement et de traitement disposé sur le navire. Pour obtenir une puissance acoustique importante, et minimiser les effets parasites d'oscillation de bulles, on utilise en général des etinceleurs pourvus d'un grand nombre d'électrodes. Ces électrodes sont réparties sur un support à intervalles réguliers, suffisants pour éviter les interactions directes entre les bulles élémentaires créées par les décharges de courant. Les supports d'électrodes sont en général de forme allongée de manière à obtenir une source directionnelle dont le lobe de directivité -est dirigé vers le bas pour favoriser les ondes sismiques par rapport au bruit, comme il est bien connu des spécialistes. Le volume total des étinceleurs d'une certaine puissance est par consequent relativement important. Ceci est un inconvénient pour certaines applications et en particulier lorsque l'on effectue une mesure du coefficient de réflexion de la surface du fond au rnoyen d'un étinceleur et d'hydrophones remorqués derrière un navire. Cette mesure est réalisée par comparaison entre l'intensité des ondes qui proviennent directement de la source et celles qui ont été réfléchies par le fond, en tenant compte des distances connues séparant l'étinceleur des récepteurs et de la hauteur d'eau. Des mesures precises ne peuvent etre effectuees que si la source peut être considérée comme ponctuelle, c'est-à-dire si ses dimensions sont inférieures à la longueur d'onde des ondes acoustiques émises. Ce n'est pas le cas en général pour les étinceleurs adaptes pour l'émission de puissances acoustiques importantes. Le dispositif sel-on l'invention permet d'éviter les inconvénients ci-dessus mentionnés. I1 comporte une pluralité d'électrodes maintenues en position les unes par rapport aux autres et reliées par des moyens de liaison electrique à un générateur à haute tension. I1 est caractérisé en ce qu'il comporte une cage cylindrique, une pluralité de tubes creux fixes à la périphérie de la cage cylindrique suivant des génératrices de celle-ci, chaque tube creux étant pourvu d'une pluralité d'ouvertures radiales réparties sur sa longueur pour le passage d'électrodes et des fils électriques d'alimentation disposes à l'intérieur de chaque tube, pour relier les électrodes aux moyens de liaison électrique. Les moyens de liaison électrique comportent par exemple un câble à deux conducteurs, les fils électriques d'alimentation des électrodes etant tous connectés à l'un des conducteurs du câble, l'autre conducteur etant en contact électrique avec l'eau environnante. Le câble est du type coaxial par exemple. Une partie profilée éventuellement metallique est avantageusement disposée d'un côté de la cage cylindrique et connectée à l'autre conducteur du câble. Une telle configuration permet de disposer un nombre important d'électrodes dans un volume relativement restreint et de décharger une quantité d'électricité relativement grande. L'étinceleur obtenu est à la fois puissant et compact et peut etre considéré comme ponctuel relativement à la longueur d'onde des ondes acoustiques engendrées. D'autres caractéristiques de l'étinceleur selon l'invention apparaitront à la lecture de la description d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux dessins annexés ou - la figure t représente schématiquement l'étinceleur, - la figure 2 représente en coupe un des tubes creux muni de ses électrodes, et - la figure 3 illustre un exemple d'utilisation de l'étinceleur selon l'invention. ' L'étinceleur comporte (Fig. 1) un corps profilé constitué d'une cage cylindrique 1 prolongée à une extrémité par une partie profilée de forme conique 2. La cage cylindrique 1 comporte deux supports circulaires de même diamètre 3, 4 réunis par des entretoises 5.Une pluralité de tubes creux 6 sont fixés à intervalles réguliers à la périphérie extérieure des deux supports 3, 4. La partie conique 2 vient recouvrir à sa base une extrémite des tubes 6. A sa pointe, elle est fixée à un manchon 7 dans lequel est inséré une première extrémité d'un câble coaxial 8. Chaque tube creux 6 (Fig. 2) comporte une pluralité d'ouverture 9 menagées au travers de sa paroi latérale. Par chacune des ouvertures de chaque tube sort un fil conducteur 10. La partie terminale extérieure de chaque fil est dénudée de manière à constituer une electrode 12. Les fils conducteurs 10 disposés dans chaque tube sont réunis en faisceaux 11. Les fils de différents faisceaux sont connectés électriquement, à l'intérieur du manchon 7, à l'âme du câble coaxial 8. La tresse extérieure de ce câble est en contact électrique avec l'eau environnante. Le câble coaxial 8 relie l'étinceleur à un navire tracteur 13 (Fig. 3). A sa seconde extrémité, l'âme et la tresse extérieure dudit câble sont connectees électriquement aux bornes positive et négative respectivement d'une source à haute tension installée sur le navire et non représentée. Une telle source pourra comporter par exemple un éclateur du type décrit dans le brevet français 1.568.751. La partie conique 2 du corps est avantageusement réalisée en métal. Elle est dans ce cas mise en contact électrique avec la tresse extérieure du câble coaxial 8. Les ouvertures ménagées dans chaque tube 6 pour le passage des électrodes 12 sont réparties à intervalles réguliers le long de chaque tube et dirigées vers l'intérieur de la cage cylindrique 1 ce qui assure notamment une certaine protection aux électrodes lors des manipulations de l'étinceleur. De la meme façon, les tubes sont disposés à intervalles réguliers tout autour de ladite cage. Suivant un mode de réalisation préféré, on utilise 15 rampes pourvues chacune de 8 électrodes. Le diamètre de la cage est du même ordre de grandeur que la longueur des tubes et choisi par exemple égal à 30cm. Compte tenu de la longueur d'onde des ondes acoustiques utiles émises par l'etinceleur et des dimensions choisies pour la cage cylindrique, l'étinceleur peut être considéré comme une source ponctuelle. Cette disposition permet, tout en maintenant un ecart entre les électrodes suffisant pour éviter les interactions directes entre les bulles créées par les décharges de courant, de disposer un grand nombre d'électrodes dans un volume restreint et ainsi de constituer une source d'ondes acoustiques à la fois puissante et ponctuelle. L'étinceleur et un "poisson" 14 contenant un ou plusieurs hydrophones 15 (Fig. 3), sont remorqués derrière le navire 13 à une distance connue l'un de l'autre. La hauteur d'eau sous l'étinceleur et le poisson étant egalement connue, on procede à une comparaison des intensités des ondes acoustiques reçues successivement, les premières correspondant au trajet direct entre emetteur et récepteur et d'autres correspondant aux premiers echos provenant du fond. Le coefficient de réflexion que l'on déduit de ces mesures est significatif de la nature du fond. L'étinceleur decrit comporte une disposition régulière des tubes creux 6 à la peripherte de la cage 1 et une disposition régulière des ouvertures le long de chacun des tubes du côte intérieur de celui-ci. On ne sortirait pas du cadre de l'invention en modifiant la repartition des tubes autour de la cage, l'espacement des ouvertures ou leur orientation, de maniere à obtenir par exempTe un diagramme d'émission particulier. On ne sortirait pas non plus du cadre de l'invention en remplaçant le câble coaxial unique 8 par un câble multi-conducteurs adapté à connecter séparément, en partie ou en tota-lite, les différents fils conducteurs aux bornes du générateur de tension installé sur le navire tracteur. REVENDICATIONS 1. - Etinceleur perfectionné pour engendrer dans l'eau des ondes acoustiques par décharge- de courant électrique au moyen d'une pluralité d'electrodes maintenues en position les unes par rapport aux autres et reliees par des moyens de liaison electrique à un générateur à haute tension, caractérisé en-ce qu'il comporte une cage cylindrique (1), une pluralité de tubes creux (6) fixes à la périphérie de la cage cylindrique, suivant les génératrices de celle-ci, chaque tube creux étant pourvu d'une pluralité d'ouvertures radiales (9) réparties sur sa longueur pour le passage d'électrodes (12), et des fils électriques d'alimentation (10) disposés à l'intérieur de chaque tube, pour relier les électrodes aux moyens de liaison electrique (8). 2. - Etinceleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de liaison électrique (8) comportent un câble à deux conducteurs, les fils électriques (10) d'alimentation des électrodes étant tous connectés à l'un des conducteurs du câble, le secqnd conducteur du câble étant en contact avec l'eau environnante. 3. - Etinceleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier conducteur -et le second conducteur sont respectivement l'âme et la tresse extérieure d'un câble coaxial. 4. - Etinceleur selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la cage cylindrique (1) est prolongée d'un coté par une partie profilée (2). 5. - Etinceleur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie profilée (2) est métallique et connectée audit second conducteur du câble (8). 6. - Etinceleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque électrode (12) est constituée par l'extrémité denudee d'un des fils électriques (10) disposes à l'intérieur de chaque tube (9). 7. - Etinceleur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ouvertures (9) sont ménagées dans les parois des tubes, du côté de l'intérieur de la cage (2). 8. - Etinceleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre de la cage est sensiblement égal à la longueur desdits tubes creux (6).