Brevet FR2611917A1 — publié le 19880909

L'invention qui se rapporte aux équipements de prospection géophysique en milieu sous-marin entraI- nés par un support naval, concerne plus précisément un dispositif interposé sur le câble de traction desdits équipements, permettant d'interrompre temporairement leur avance pour effectuer une mesure alors que le support naval se déplace en continu. On sait que les travaux de reconnaissance géotechnique en milieu sous-marin, préalables a toutes opérations de protection,d'ensouillage de pipe-lines ou de câbles, de fondations de jetées, de ponts, ou autres, ont pour objectif de donner une définition géométrique continue des terrains dans la tranche considérée, en identifiant les différents niveaux de matériaux, avec une précision verticale qui doit etre souvent meilleure que quelques dizaines de centimètres, et de fournir les paramètres géotechniques nécessaires propres a chacune des formations rencontrées tels que l'identification des matériaux, la cohésion des argiles, la résistance à la compression simple de certains niveaux etc... Les programmes de reconnaissance classiques en mer mettent en oeuvre des moyens géophysiques utilisant la méthode dite sismique réflexion, complétée de moyens géotechniques d'investigation comprenant par exemple des équipements de carottage et de mesures-in situ. Cependant dans les cas malheureusement fréquents où les conditions du site ne sont pas favorables, la sismique réflexion ne permet pas d'obtenir une définition géométrique précise des couches de matériaux, notamment dans les premières couches ce qui obère la qualité de l'ensemble des reconnaissances ou impose une augmentation considérable et conteuse des sondages géotechniques. I1 est par ailleurs courant d'utiliser pour la reconnaissance des terrains en milieu terrestre une méthode de géophysique par sismique réfraction haute résolution qui donne dans la plupart des cas d'excellents résultats. Cette méthode peut être appliquée en milieu marin et consiste à mettre en oeuvre sur le fond, une section de câble ou de conduit appelée "flotte" renfermant une pluralité de géophones et, une source de tir, la flette étant reliée par un câble "ombilical" à un navire de surface. Cet ombilical renferme en outre un câble électrique d'alimentation de la flotte, un flexible d'alimentation en air comprimé du canon de tir, et au moins un câble auxiliaire pour les divers organes de commande et de contrôle. Gracie à cette méthode d'investigation, et à l'emploi de composants appropriés, on peut obtenir une définition géométrique précise des terrains et caractériser les niveaux ainsi individualisés par leur vitesse sismique ( onde de aompression), cette information étant directement reliée à la nature et aux caractéristiques mécaniques des matériaux. La limitation essentielle dans les applications de la sismique réfraction avec le matériel existant tient à l'importance des moyens à mettre en oeuvre, mais aussi au fait qu'il faut déplacer pas à pas la flûte sur le fond, depuis un navire ancré, pour assurer les mesures nécessaires. On comprend que ce déplacement pas à pas nécessite beaucoup de précision et des moyens techniques particuliers, et longs pour les assurer, au détriment des performances d'investigation. En effet, pour déplacer cette flûte pas à pas, on peut utiliser un treuil débrayable sur le navire de surface, permettant de donner du mou au câble d'entrainement afin d'immobiliser la flûte ou de la déplacer en rembobinant le câble.Cette solution est malheureusement tout à fait imprécise du fait essentiellement de la longueur du cable et donc de son poids, de la flèche qu'il prend, et de l'influence des courants marins et des déplacements du bateau. L'invention résoud avantageusement ce problème en ce qu'elle propose un dispositif qui permet la mise en oeuvre d'une méthode de prospection géophysique et notamment de prospection sismique par réfraction à partir d'un support naval classique se déplaçant en continu, ledit dispositif permettant d'interrompre temporairement l'avance de la flûte, pendant la durée d'une mesure, puis de la déplacer de la distance voulue, avant une nouvelle immobilisation, et cela alors que le support naval avance lentement mais de façon continue. Un objet de la présente invention consiste donc en une nacelle rigide dite poisson, accrochée au câble d'entraînement à quelque distance de la flûte et qui renferme au moins un moteur-treuil assurant l'enroulement d'un autre câble de traction qui la relie à l'extrémité de la flûte, le câble d'entraînement pouvant occuper une position relachée entre le poisson et la flûte sur au moins une longueur du câble de traction. Selon une caractéristique particulière de l'invention, la nacelle rigide est constituée d'une ossature de tubes de forme allongée munie d'un flotteur, le câble d'entraînement étant fixé à un étrier pivotant à l'avant de ladite nacelle rigide. D'autres caractéristiques particulières de l'invention ainsi que ses avantages apparaitront à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation, faisant référence aux dessins annexés qui représentent figure 1 une vue schématique en coupe du dispositif, figures2 et 3 des vues en coupe et en plan d'une nacelle rigide conforme à l'invention. On voit à la figure 1 les divers éléments constitutifs de l'appareillage permettant la prospection sismique par réfraction en continu. Une flatte sismique 1 renfermant une pluralité de géophones 2 et à une de ses extrémités un canon à air 3, servant de source de tir, constitue un élément de longueur fixe destiné à être déplacé pas à pas sur un fond sous-marin 4. La flûte est reliée et tirée par un navire de surface non représenté à l'aide d'un câble dit "ombilical" 5. Sur ce câble, à quelques mètres de la flûte est accroché un ensemble rigide 6, appelé "poisson" qui permet d'assurer l'interruption temporaire du déplacement de la flûte alors que l'ombilical est entrainé en marche continue par le navire de surface.Le poisson 6 représenté aux figures 2 et 3 est constitué d'une ossature 7 en tubes d'acier inoxydable, dessinant une sorte de nacelle allongée, habillée d'une coque en fibre de verre et résine. La partie supérieure du poisson intègre un flotteur 8 qui maintient la flottabilité et assure une bonne stabilité hozirontale. L'ombilical 5 est fixé à un étrier 9, pivotant sur l'avant du poisson. Il se déploie sans tension à l'intérieur de l'ossature dont il émerge à la partie arrière. A l'intérieur de cette ossature 7 est fixé un moteur-treuil 10 constitué, d'un ensemble moteur électrique-réducteur intégré dans un carter à bain d'huile, et d'un tambour. Sur celui-ci s'enroule un câble de traction 11 qui sort du poisson par un orifice 12 muni de moyens de guidage, et qui est raccordé à l'extrémité de la flûte 1. Un dispositiflde sdcu- ritéde fin d'enroulement de câble 13 est en outre prévu. De même un fusible calibré à la rupture est placé sur le câble afin d'éliminer les risques d'endommagement de la flûte en cas d'accrochage de cette dernière sur le fond. A la sortie du poisson l'ombilical 5 est accroché au câble de traction 11 par des anneaux coulissants 14, sur une longueur 1 dudit câble. Ces anneaux coulissent pendant les mouvements de "yoyotage" c'est-à-dire lors des enroulements et déroulements successifs du câble sur le treuil. Sur le tronçon inférieur du câble, jusqu'à la flQte 1, l'ombilical et le câble sont solidaires l'un de l'autre. Le poisson renferme également un émetteur de positionnement 15, une bouteille d'air comprimé 16 servant de stockage tampon pour le canon à air 3, ainsi que des organes accessoires non représentés. L'ensemble de ces équipements intégrés au poisson sont raccordés par des piquages au câble ombilical 5, ce dernier étant un câble coaxial renfermant les conducteurs de commande et de mesure ainsi que les conduits de fluide nécessaires. Le poisson est en outre lesté par un poids 17 constitué d'une chaîne avantageusement intégrée dans une gaine souple antibruit amarrée à l'étrier 9 ainsi qu'S sa partie arrière par un câble 18 (figure 1). Cette chaîne qui repose sur le fond 4 joue le rôle stabilisateur pendant la nage du poisson mais aussi pendant les phases de déroulement du câble de traction 11 de la flûte. Elle prévient les mouvements intempestifs du poisson qui pourront alors se produire lors du brusque relâchement de la tension sur ce câble. Grâce à cet équipement, quand la flûte 1, tractée par le navire a atteintla position requise pour une première mesure, la traction exercée par le câble 11 entre la flûte et le poisson 6 est relâchée par le débrayage du moteur-treuil 10. La flatte étant ainsi immobilisée, la séquence tirs-enregistrements est déclenchée. Pendant ce temps le câble 11 continu à se dérouler ce qui permet à la flatte de rester immobile. Lorsque la séquence tirs-enregistrements est déterminée, le moteur-treuil 10 est actionné; le câble 11 est réenroulé jusqu'à sa longueur initiale. Pendant cette séquence, la flûte se déplace à une vitesse supérieure à celle du navire. Une fois le câble réenroulé, le moteur-treuil est arrêté; la flette se trouve alors tractée sur le fond à la même vitesse que celle du navire. Dès qu'elle a atteint la position fixée par le pas de tir suivant, le cycle recommence. REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour l'interruption temporaire du déplacement d'équipements de prospection géophysique en milieu sous-marin, entraînés par un support naval à déplace ment continu, comportant au moins une pluralité d'appareillages réunis dans une même flatte, destinée à être immobilisée sur le fond sous-marin, et déplacée pas à pas à partir d'un support naval à l'aide d'un câble d'entraînement du genre d'un câble ombilical renfermant les conducteurs électriques et les conduits d'alimentation des appareillages caractérisé en ce qu'il comporte une nacelle rigide (6) dite "poisson" accroché au câble d'entraînement (5) à quelque distance de la flûte 1, en ce que ledit poisson renferme au moins un moteur-treuil (10), assurant l'enroulement d'un câble de traction (11) qui la relie à l'extrémité de la flûte, et en ce que le câble d'entraînement peut occuper une position relâchée entre le poisson et la flûte sur au moins une longueur 1 du câble de traction. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la nacelle rigide (6) est constituée d'une ossature de tubes (7) de forme allongée munie d'un flotteur (8). 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le câble d'entraînement (5) est fixé à un étrier (9) pivotant à l'avant de la nacelle rigide (6). 4.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le câble d'entrainement (5) se déploie sans tension à l'intérieur de la nacelle rigide (6) et se raccorde par des piquages aux divers équipements de ladite nacelle. 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un dispositif (13) de sécurité de fin d'enroulement de câble de traction (11) est prévu dans la nacelle rigide (6). 6.- Dispositif selon la revendication 1, caxact(- risé en ce qu'un fusible calibré à la rupture est placé sur le câble (11). 7.- Dispositif selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce qu'à la sortie de la nacelle rigide (6), le câble d'entraînement (5) est accroché un câble de traction par des anneaux coulissants (14), sur la longueur 1 du câble de traction. 8.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la nacelle rigide (6) est lestée par un poids (17) jouant le rôle de stabilisateur,qui repose sur le fond (4).