Brevet FR2800880A1 — publié le 20010511

La présente invention se rapporte aux antennes linéaires acoustiques remorquées à faible bruit destinées notamment à l'exploration sismique sous-marine. Dans ce domaine ces antennes sont connues sous le nom de "streamers". On connaît de la demande de brevet PCT WO 96 24 861 une antenne linéaire remorquée (ALR) principalement constituée d'une gaine munie de câbles en KEVLAR (marque déposée) pour assurer la tenue à la traction, d'anneaux pour assurer la tenue radiale de la gaine, et d'une mousse alvéolaire à cellules ouvertes remplissant la totalité de l'intérieur de la gaine. Cette mousse englobe les hydrophones et les circuits électroniques et elle est imprégnée d'une huile diélectrique de densité inférieure à 1 permettant d'assurer la flottabilité de l'antenne (densité égale à celle de l'eau de mer). L'inconvénient majeur de cette technique réside dans le fait que les vibrations induites par le remorquage se transmettent via les câbles KEVLAR à la gaine, puis aux hydrophones. II y a donc un couplage acoustique entre les hydrophones et la structure. On connaît aussi du brevet US 4,300,218 une solution qui n'a pas les inconvénients précités. Elle consiste à isoler chaque hydrophone dans un boîtier métallique, lui-même découplé de la structure. Cette technique est connue en anglo-saxon sous le nom de "free-flooded". II faut aussi que les espaces entre les hydrophones soient remplis d'un matériau à faible densité pour assurer la flottabilité. Cette solution est chère, notamment au niveau du matériau de remplissage, et ne permet pas de réduire le diamètre à la valeur que l'on souhaiterait, par exemple 40 mm. Pour pallier ces inconvénients, l'invention propose une antenne linéaire acoustique remorquée à faible bruit, comprenant une gaine renfermant un ensemble d'hydrophones reliés par des connexions, principalement caractérisée en ce la gaine comporte un ensemble de trous répartis sur sa surface et permettant de mettre en communication le milieu extérieur dans lequel est plongée l'antenne avec l'intérieur de cette antenne, pour découpler acoustiquement les hydrophones de la structure de l'antenne. Selon une autre caractéristique, les trous sont répartis sur la surface de l'antenne selon une ligne hélicoïdale. Selon une autre caractéristique, la surface de l'ensemble de ces trous représente sensiblement quelques cm 2 par mètre linéaire. Selon une autre caractéristique, la gaine est fabriquée avec un matériau allégé par des inclusions creuses, pour assurer la flottabilité de l'antenne. Selon une autre caractéristique, ces inclusions sont des microballons. Selon une autre caractéristique, le matériau est du polyuréthanne. Selon une autre caractéristique, les hydrophones sont enfermés dans des enveloppes plastiques étanches remplies avec un produit permettant l'isolation électrique avec le milieu extérieur et l'adaptation de l'impédance acoustique. Selon une autre caractéristique, l'espace libre à l'intérieur de la gaine est comblé avec de la mousse à cellules ouvertes. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante, faite en regard des figures annexées qui représentent - la figure 1, une vue en coupe longitudinale d'un segment d'une antenne selon l'invention ; - la figure 2, une vue en coupe radiale du segment de la figure 1, prise au niveau A-A ; et - la figure 3, une vue extérieure de la gaine de ce segment, montrant des trous pratiqués selon l'invention. En se référant aux figures annexées, le principe de l'invention consiste à pratiquer des trous 102 dans la gaine 101 de l'antenne ou des tronçons formant l'antenne. Le couplage acoustique des hydrophones avec la structure de l'antenne est alors fortement réduit. L'expérience a montré que le niveau de bruit en sortie des hydrophes pouvait être ainsi réduit de 15 dB. Ces trous sont, de préférence, pratiqués selon une ligne en hélice et représentent en surface quelques cm2 par mètre linéaire. L'eau de mer remplit alors l'intérieur de la gaine en passant par ces trous. Pour assurer la flottabilité, en compensant le poids des objets situés à l'intérieur de celle-ci, la gaine est fabriquée avec un matériau, du polyuréthanne par exemple, que l'on a allégé en lui incorporant, au moment de l'extrusion, des inclusions creuses, des microballons par exemple. Son épaisseur, relativement au diamètre total, est choisie pour obtenir une densité totale permettant la flottabilité. Dans une réalisation préférée, la flûte comprend un certain nombre de modules électroniques 103 supportant chacun deux groupements d'hydrophones 104. Chaque groupement d'hydrophone est rendu étanche au moyen d'une enveloppe plastique étanche 105, en polyuréthanne ou PVC par exemple, serrée sur un embout 106 solidaire du module électronique. L'isolation avec le milieu extérieur et l'adaptation d'impédance acoustique est obtenue en remplissant l'enveloppe par un produit approprié 107, de l'huile paraffinique ou un gel par exemple. A titre de variante, l'invention propose de mouler les hydrophonès dans une variété de polyuréthanne dont le coefficient "pc" est égal à celui de l'eau de mer. Les modules électroniques sont reliés entre eux et avec les deux jonctions d'extrémités 108 par un bus 112 dans lequel circulent les données multiplexées provenant des hydrophones, et les signaux de synchronisation. Toutes les connexions au niveau des modules et des jonctions sont étanches. Comme dans la technique antérieure, la gaine est munie des câbles 109 de reprise des efforts de traction en KEVLAR , ainsi que d'un système de renfort circonférentiel 110, réalisé dans cet exemple au moyen d'anneaux comme dans le brevet PCT WO 9624861. Dans un exemple de réalisation préférée, on introduit de la mousse à cellules ouvertes 111 entre les modules, de manière à faciliter la mise en gaine du chapelet formé par les organes intérieurs de l'antenne ou du tronçon. Avant cette mise en gaine, l'ensemble de ce "chapelet" est traité avec un matériau "anti-fouling", de même que la gaine. On ne sort pas du cadre de l'invention si chaque module électronique comporte un hydrophone par enveloppe, ou s'il n'y a qu'une seule enveloppe par module, munie de un ou plusieurs hydrophones. On notera que la masse volumique de l'huile ou du gel contenu dans chaque enveloppe peut être inférieure à celle de l'eau, pour ajuster la flottabilité si la gaine ne suffit pas. Outre la réduction du couplage acoustique, l'invention présente l'avantage de supprimer les instabilités de navigation liées à la différence de densité entre le liquide contenu à l'intérieur de l'enveloppe et l'eau de mer dans laquelle l'antenne est plongée. Enfin, dans le cas où les enveloppes sont remplies de gel, il n'y a, en cas de fuite, aucun impact sur l'environnement, en raison de l'absence d'huile. REVENDICATIONS 1 - Antenne linéaire acoustique remorquée à faible bruit, comprenant une gaine (101) renfermant un ensemble d'hydrophones (104) reliés par des connexions (112), caractérisée en ce la gaine comporte un ensemble de trous (102) répartis sur sa surface et permettant de mettre en communication le milieu extérieur dans lequel est plongée l'antenne avec l'intérieur de cette antenne, pour découpler acoustiquement les hydrophones de la structure de l'antenne. 2 - Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les trous (102) sont répartis sur la surface de l'antenne selon une ligne hélicoïdale. 3 - Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la surface de l'ensemble de ces trous (102) représente sensiblement quelques cm 2 par mètre linéaire. 4 - Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la gaine (101) est fabriquée avec un matériau allégé par des inclusions creuses, pour assurer la flottabilité, de l'antenne. 5 - Antenne selon la revendication 4, caractérisée en ce que ces inclusions sont des microballons. 6 - Antenne selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que le matériau est du polyuréthanne. 7 - Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les hydrophones (104) sont enfermés dans des enveloppes plastiques étanches (105) remplies avec un produit (107) permettant l'isolation avec le milieu extérieur et l'adaptation de l'impédance acoustique. 8 - Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'espace libre à l'intérieur de la gaine est comblé avec de la mousse à cellules ouvertes (111).