Brevet FR2762398A1 — publié le 19981023

La présente invention est relative aux sources sismiques de type impulsionnel dont lténergie potentielle est assurée par un fluide sous pression. De telles sources sismiques impulsionnelles sont par exemple des canons à air, à hélium ou à eau. On sait qu'il est important en sismique marine de pouvoir parfaitement synchroniser les enregistrements sur les tirs acoustiques. Or, d'une source sismique à l'autre - ou même d'un tir acoustique à l'autre pour une même source - les retards de déclenchement entre la commande de ltélectrovanne du canon et le tir acoustique proprement dit sont fortement variables. Pour connaître l'instant auquel le tir acoustique intervient, il a déjà été envisagé d'utiliser des capteurs acoustiques disposés juste à I'extérieur des canons à air. Toutefois, cette solution n'est pas satisfaisante. En particulier, lorsque l'on utilise simultanément plusieurs sources, les mesures réalisées par un capteur acoustique associé à un canon sont polluées par les tirs des autres canons. I1 a également été proposé d'utiliser des capteurs internes, tels qu'un contact relais disposé sur le piston du canon, pour suivre le déplacement de l'obturateur qui rend possible la communication de la chambre sous pression avec le milieu extérieur. Néanmoins, l'événement qui est suivi par un tel capteur interne n'est pas directement le tir acoustique. Un but de l'invention est de permettre un suivi des tirs acoustiques d'une source sismique impulsionnelle avec une plus grande précision. Par ailleurs, les sources sismiques font appel à des dispositifs où la position de repos de l'obturateur est obtenue par un rapport de surface en regard avec la pression du fluide favorisant l'application de l'obturateur sur son siège. Le déclenchement consiste à rompre cet équilibre des forces d'appui en modifiant le rapport de surface par injection d'air. Ce mode de fonctionnement rend le système susceptible à un déclenchement intempestif de l'émetteur, si la pression est présente involontairement en regard de la surface modifiant l'équilibre de l'obturateur. Ce mode de fonctionnement est préjudiciable à la qualité des enregistrements, car il rend le signal à phase non minimale. Un autre but de l'invention est de proposer une détection de ces phénomènes de fuites, de façon à permettre de prévenir ces déclenchements intempestifs. Elle propose à cet effet un procédé de traitement de la mesure de la pression dans la chambre de tir d'une source sismique de type impulsionnel, caractérisé en ce qu'on détermine au moins une dérivée d'ordre n, où n est un entier supérieur ou égal à 1, de cette mesure de pression et on traite cette dérivée pour détecter les fuites éventuelles de la source et/ou déterminer l'instant de son tir acoustique. L'invention concerne également un dispositif pour la détection de fuites éventuelles d'une source sismique impulsionnelle et/ou pour le suivi de ses tirs acoustiques d'une source sismique impulsionnelle, comportant un capteur pour la mesure de la pression dans ladite chambre, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de gestion qui déterminent au moins une dérivée d'ordre n, où n est un entier supérieur ou égal à 1, de cette mesure de pression et traitent cette dérivée pour détecter les fuites éventuelles de la source et/ou déterminer l'instant de son tir acoustique. Avantageusement, mais non limitativement, lesdits moyens de gestion comportent des moyens pour la comparaison d'une dérivée d'ordre n de la pression dans la chambre de tir avec au moins un seuil. De préférence, ledit dispositif comporte un interface actionnable par un opérateur qui lorsqu'il est actionné permet de faire basculer le fonctionnement des moyens de gestion d'un mode où ils détectent les fuites éventuelles du canon à un mode où ils mesurent la pression dans la chambre de tir et déterminent le cas échéant l'instant du tir. De façon avantageuse également, les moyens de gestion comportent des moyens pour, lorsque l'interface est actionné, ouvrir une fenêtre temporelle pendant laquelle lesdits moyens de gestion fonctionnent selon le second mode. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit. Cette description est purement illustrative et non limitative. Elle doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une représentation schématique en coupe d'un canon à air conforme à un mode de réalisation possible de l'invention - les figures 2 et 3 sont des graphes sur lesquels on a porté l'évolution de la pression dans une chambre de tirs du canon de la figure 1 dans le cas d'une part d'un tir du canon (figure 2) et d'autre part d'une chute de pression dans ladite chambre (figure 3). Le canon à air illustré sur la figure 1 comporte, de façon connue en soi, deux chambres, l'une - référencée par 1 - qui est une chambre dite de commande, l'autre référencée par 2 - qui est appelée chambre de tir. La chambre de commande 1 est alimentée en air comprimé par l'intermédiaire d'un canal 3. Ces deux chambres 1 et 2 sont fermées par un piston 4 qui est un piston creux par lequel l'air sous pression qui est admis dans la chambre 1 passe dans la chambre de tir 2. Ce piston 4 est commandé par une électrovanne 5. Lorsqu'un tir est déclenché par l'électrovanne 5 et que le piston 4 quitte sa position représentée sur la figure 1, l'air comprimé qui se trouve dans la chambre de tir 2 s'échappe à travers des évents 6 du canon, provoquant 1 'émission sismique. Pour le réarmement du canon, l'air comprimé est à nouveau admis dans la chambre de commande 1, ce qui ramène le piston 4 dans sa position représentée sur la figure 1. Un capteur 7 de pression, par exemple de type piézo-capacitif ou piézo-résistif, est disposé dans la chambre de tir 2 pour mesurer la pression dans ladite chambre. Ce capteur 7 est relié à une unité de gestion 8 qui traite la pression mesurée par le capteur 7. Notamment, cette unité 8 enregistre la pression dans la chambre 2 préalablement au déclenchement du tir. La pression ainsi relevée est traitée par l'unité 8, ou par une autre unité à laquelle ladite unité 8 est reliée, pour déterminer l'énergie potentielle du tir. Egalement, l'unité 8 calcule les valeurs d'une dérivée d'ordre 1 ou supérieure de la pression mesurée en fonction du temps et traite le signal différentiel ainsi obtenu pour déterminer l'instant précis du tir acoustique ainsi que pour détecter d'éventuels phénomènes de fuite qui pourraient apparaître avant le tir. La figure 2 illustre le cas d'un déclenchement de tir. Sur cette figure 2, on a représenté en traits pleins l'évolution en fonction du temps de la pression dans la chambre 2 lors d'un tir acoustique (courbe P) et en traits pointillés l'évolution de la dérivée d'ordre 1 en fonction du temps de ce signal de pression (courbe D1). Pour détecter l'instant du tir acoustique, l'unité 8 met en oeuvre en oeuvre dans le temps une comparaison de cette dérivée d'ordre 1 à un seuil de détection donné et enregistre comme instant de tir le temps ou cette dérivée d'ordre 1 prend une valeur supérieure audit seuil. La figure 3 illustre le cas d'un déclenchement intempestif. Le signal de pression y est représenté en traits mixtes (courbe P) ; les signaux dérivés d'ordre 1 et 2 y sont respectivement en traits pointillés et en traits pleins (courbes D1 et D2). Pour détecter d'éventuels phénomènes de fuite avant le tir, l'unité de gestion 8 compare à des seuils donnés les valeurs de la dérivée d'ordre 1 (ou de la dérivée d'ordre 2) et déclenche un signal indiquant aux opérateurs qu'une fuite est détectée lorsqu'un tel seuil est dépassé. Le canon à air est alors à nouveau armé. Ce réarmement est par exemple réalisé automatiquement sur commande de l'unité 8. Bien entendu, d'autres opérations que des comparaisons de seuil peuvent être mises en oeuvre pour déterminer l'instant de déclenchement du tir et détecter les fuites éventuelles. Par exemple, il est possible de mettre en oeuvre sur les dérivées des détections par maximum ou encore par traitement de corrélation. Egalement, les valeurs calculées pour les fonctions dérivées font préférentiellement l'objet d'un lissage, comme c'est le cas pour la courbe de dérivée d'ordre 2 représentée sur la figure 3. Dans un mode de réalisation avantageux, l'opérateur dispose d'un interface 9 qui lui permet de faire basculer le fonctionnement de l'unité de gestion 8 d'un mode normal où elle surveille les déclenchements intempestifs du canon à air à un mode de fonctionnement adapté au déclenchement d'un tir, où elle mesure la pression dans la chambre de tir et détermine le cas échéant l'instant du tir. Ce mode de fonctionnement de type "déclenchement de tir" n'est par exemple mis en oeuvre par l'unité 8 que pendant des fenêtres temporelles déclenchées par l'actionnement de l'interface 9. Bien entendu, l'invention a été ici décrite avec des déterminations de dérivées d'ordre 1 ou 2, mais peut de façon générale être mise en oeuvre avec des dérivées d'ordre n, où n est un nombre entier. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement de la mesure de la pression dans la chambre de tir (2) d'une source sismique impulsionnelle, caractérisé en ce qu'on détermine au moins une dérivée d'ordre n, où n est un entier supérieur ou égal à 1, de cette mesure de pression et on traite cette dérivée pour détecter les fuites éventuelles de la source et/ou déterminer l'instant de son tir acoustique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour la détection des fuites éventuelles de la source et/ou la détermination de l'instant de son tir acoustique, on met en oeuvre une comparaison d'une dérivée d'ordre n de la pression dans la chambre de tir (2) avec au moins un seuil. 3. Dispositif pour la détection de fuites éventuelles d'une source impulsionnelle et/ou pour le suivi de ses tirs acoustiques, comportant un capteur (7) pour la mesure de la pression dans ladite chambre, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de gestion (8) qui déterminent au moins une dérivée d'ordre n, où n est un entier supérieur ou égal à 1, de la mesure de pression réalisée par le capteur (7) et traitent cette dérivée pour détecter les fuites éventuelles de la source et/ou déterminer l'instant de son tir acoustique. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de gestion (8) comportent des moyens pour la comparaison d'une dérivée d'ordre n de la pression dans la chambre de tir (2) avec au moins un seuil. 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il comporte un interface (9) actionnable par un opérateur qui lorsqu'il est actionné permet de faire basculer le fonctionnement des moyens de gestion (8) d'un mode où ils détectent les fuites éventuelles de la source à un mode où ils mesurent la pression dans la chambre de tir (2) et déterminent le cas échéant l'instant du tir. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de gestion (8) comportent des moyens pour, lorsque l'interface est actionné, ouvrir une fenêtre temporelle pendant laquelle lesdits moyens de gestion fonctionnent selon le second mode.