Brevet FR3062483A1 — publié le 20180803

DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne l'analyse du bruit sismique et plus précisément, les procédés et dispositifs d'analyse de bruit sismique, notamment pour la détection de défauts dans les ouvrages d'art. ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION L'analyse du bruit sismique est un procédé connu en soi pour la surveillance des sols et des ouvrages d'art ainsi que dans le domaine de la sismologie. On place des capteurs sismiques sur le sol ou l'ouvrage d'art à surveiller, et on enregistre les signaux sismiques qui se propagent dans celui-ci. L'analyse de ces signaux permet notamment d'évaluer la vitesse de propagation des ondes dans le sol ou l'ouvrage d'art. L'étude de cette vitesse de propagation permet d'obtenir des informations importantes quant au sol ou à l'ouvrage d'art étudié ; elle permet notamment de détecter des changements de compacité, qui peuvent dans certains cas révéler de manière très utile des changements du sol ou de l'ouvrage d'art étudié. Cependant, la détermination de la vitesse de déplacement des ondes ne donne qu'une information partielle sur le sol ou l'ouvrage d'art étudié. Il existe donc un besoin pour un procédé d'analyse de bruit sismique, permettant d'obtenir des informations plus riches et/ou plus fiables et/ou plus précises que les informations produites par les procédés connus, sur un sol ou un ouvrage d'art. OBJET ET RESUME DE L'INVENTION Pour répondre à ce besoin, suivant l'invention il est proposé un procédé d'analyse de bruit sismique comportant les étapes suivantes : A) pendant chaque période parmi au moins deux périodes différentes, on acquiert au moins deux signaux de bruit sismique ; B) on calcule un signal reconstruit par intercorrélation desdits signaux, respectivement pour chacune desdites périodes ; et C) on compare des amplitudes desdits signaux reconstruits calculés respectivement pour chacune desdites périodes. L'étape A consiste à acquérir les signaux de bruit sismique. Ces signaux doivent avoir été mesurés en deux points distincts, suffisamment proches l'un de l'autre pour que l'énergie cumulée du bruit sismique enregistré soit suffisante sur une période de temps donnée. L'étape A peut être réalisée de différentes manières. Dans un mode de mise en oeuvre, le signal acquis est un signal enregistré préalablement. 3062483 2 De manière alternative, l'étape A peut être réalisée au moyen de capteurs sismiques, et comporter deux phases : dans un premier temps, on met en place des capteurs sur le sol ou l'ouvrage d'art étudié ; dans un second temps, on réalise une campagne d'enregistrements des signaux collectés par ces capteurs. 5 Lors de l'étape B, à partir des signaux acquis à l'étape A), on calcule des signaux dits 'signaux reconstruits' par intercorrélation. Chaque signal 'reconstruit' apparaît comme représentant une onde sismique qui se serait propagée entre la paire de capteurs considérée, pendant la période considérée. A l'étape C, on compare les amplitudes des signaux reconstruits entre deux 10 périodes. Cette comparaison permet de faire apparaître des changements dans la transmission des ondes à travers le sol : elle permet donc de détecter que le sol ou l'ouvrage étudié a changé entre les périodes considérées, ce qui peut être une information très importante. La comparaison entre les amplitudes des signaux reconstruits désigne la 15 comparaison entre les normes de ces signaux. Pour cette comparaison, toute norme traduisant sensiblement l'amplitude des valeurs prises par le signal reconstruit peut être utilisée ; le but est que la norme choisie soit la plus représentative possible de l'énergie transmise par le signal considéré. Toute forme de comparaison ou de mesure de différence de normes peut 20 être utilisée pour comparer les amplitudes des signaux reconstruits. Par exemple, dans un mode de mise en oeuvre, pour comparer les amplitudes des signaux reconstruits à l'étape C, on calcule au moins un coefficient d'atténuation représentatif d'une différence entre des amplitudes des signaux reconstruits, pour une paire de périodes considérées. 25 On peut notamment calculer ce ou ces coefficients d'atténuation comme étant fonction(s) d'un ratio, d'une différence, ou d'un ratio des logarithmes, entre les normes des deux signaux reconstruits aux deux périodes considérées. De manière générale, la comparaison entre les normes des signaux reconstruits réalisée à l'étape C peut être faite en comparant les normes 30 « classiques », calculées directement à partir des signaux reconstruits eux-mêmes (c'est-à-dire tels qu'obtenus à l'issue de l'étape B), mais pas uniquement. Cette comparaison peut en effet être également réalisée en faisant appel à des normes plus complexes. Par exemple, dans le cas où les conditions de bruit ambiant changent 35 beaucoup entre deux mesures (par exemple s'il y a beaucoup de vent), il peut s'avérer nécessaire, à chaque période de mesure, de normaliser les signaux acquis par les différentes paires de capteurs par rapport aux signaux acquis par une paire 3062483 3 de capteur choisie comme référence. Cette normalisation permet de s'affranchir de l'influence de changements externes au milieu étudié. La comparaison est alors faite en comparant les normes de signaux reconstruits calculés sur la base des signaux ainsi normalisés. 5 La comparaison faite à l'étape C peut de plus également être réalisée en comparant des normes calculées à partir de fonctions transformées des signaux reconstruits. En effet, pour certaines transformations de fonctions, comme les transformations fréquentielles, la norme d'une fonction transformée est également une norme de la fonction considérée. Une transformation fréquentielle désigne ici 10 toute transformation permettant de passer du domaine temporel au domaine fréquentiel et d'exprimer la fonction considérée (ici, le signal reconstruit) en fonction de la fréquence et non du temps ; la transformation de Fourier ou la transformation de Laplace sont des exemples de transformations fréquentielles. Par suite, pour comparer les normes des signaux reconstruits à l'étape c) 15 on peut comparer les normes de fonctions transformées des signaux reconstruits, les fonctions transformées étant obtenues par transformation fréquentielle. Aussi, dans un mode de mise en oeuvre, à l'étape C : - pour chaque signal reconstruit on calcule une fonction transformée du signal en appliquant à celui-ci une transformation fréquentielle ; 20 - on compare les amplitudes des signaux reconstruits en fonction des fonctions transformées ainsi calculées. Lorsqu'une telle transformation fréquentielle est réalisée, on peut éventuellement réaliser un filtrage fréquentiel avant d'effectuer la comparaison des amplitudes des signaux reconstruits. Ce filtrage fréquentiel est réalisé en 25 sélectionnant seulement certaines plages de fréquence considérées comme utiles dans les fonctions transformées du signal, et inversement en éliminant les plages de fréquences considérées comme ne portant pas d'information pertinente. En effet, on sait que les ondes de surface se propagent à une profondeur qui est fonction de leur fréquence. Après calcul d'un diagramme de dispersion 30 permettant de définir les vitesses en fonction de la fréquence, il est possible de définir la relation entre la fréquence des ondes de surface et la profondeur à laquelle ces ondes se déplacent. Ainsi, les ondes de basse fréquence se propagent non seulement à travers l'ouvrage d'art étudié mais aussi à travers le sol qui est en dessous. Ces ondes ne véhiculent donc pas d'information exploitable sur 35 l'ouvrage d'art lui-même (ou la partie supérieure du sol), et servent plutôt à donner des informations sur le sous-sol situé sous l'ouvrage d'art. Inversement, pour étudier l'ouvrage d'art lui-même (ou une portion du sol) localisée seulement 3062483 4 à une profondeur faible (par exemple au maximum cinq à huit mètres à partir de la surface libre du sol ou de l'ouvrage) il convient d'éliminer les composantes de basse fréquence des signaux étudiés. Aussi, dans un mode de mise en oeuvre, à l'étape C : 5 - pour chaque signal reconstruit, on extrait à partir de la fonction transformée du signal une fonction Fi,k,p,fi,f2 transformée du signal limitée à une plage de fréquence prédéterminée [fl,f2], où j et k sont les indices de deux signaux qui ont été intercorrélés pour produire le signal reconstruit, et p est le numéro indiquant la période pendant laquelle les signaux des capteurs j,k ont été enregistrés ; et 10 - on compare les amplitudes des signaux reconstruits en fonction des fonctions transformées ainsi extraites. Lorsque les coefficients d'atténuation sont calculés comme étant fonction d'un ratio entre les transformées du signal aux deux périodes considérées, ils peuvent donc s'exprimer de la manière suivante en fonction des fonctions 15 transformées Flk,p, et Fj,k,q respectivement pour les étapes P et Q : Kj,k,p,q = I Fj,k,p III Fj,k,q I ) où f est une fonction et I I représente une norme. De plus, dans le cas particulier présenté précédemment où on fait un filtrage fréquentiel en limitant à certaines plages de fréquence les fonctions 20 transformées des signaux reconstruits, les coefficients d'atténuation peuvent s'exprimer de la manière suivante en fonction des fonctions transformées extraites (Fj,k,p,f1,f2 et Fj,k,q,fl,f2) Kj,k,p,q,fl,f2 = I Flk,P,f1,f2 I I I Fj,k,q,fl,f2 où f est une fonction, I I représente une norme et [fl.,f2] est la plage de 25 fréquences sélectionnée. La comparaison des amplitudes des signaux reconstruits (ou le calcul des coefficients d'atténuation) peut notamment se faire simplement pour une ou plusieurs fréquence(s) prédéterminée(s). Avantageusement, le ou les coefficients d'atténuation obtenus grâce au 30 procédé selon l'invention fournissent des informations riches et fiables sur le sol ou l'ouvrage d'art étudié. La fiabilité résulte notamment du fait que le coefficient d'atténuation est calculé en fonction de la norme des signaux reconstruits. Sa valeur dépend donc des valeurs des signaux reconstruits sur toute une période d'enregistrement, ce qui permet d'éliminer ou du moins de pondérer les 35 éventuelles valeurs aberrantes éventuellement acquises lors de l'étape A. Des exemples d'interprétation des coefficients d'atténuation sont donnés plus loin dans la présentation d'un mode de mise en oeuvre de l'invention. 3062483 5 Prenons par exemple le cas de l'étude d'une digue située en bord de mer et exposée aux marées. On suppose que les deux périodes auxquelles le signal acquis à l'étape A a été émis correspondent respectivement à deux hauteurs d'eau différentes, et qu'à ces deux moments la digue était au contact de la mer, de telle 5 sorte que le choc des vagues sur la digue a généré des ondes de surface au sein de celle-ci, qui ont été enregistrées aux deux périodes considérées. Si la comparaison faite à l'étape C fait apparaître un changement d'amplitude des signaux reconstruits d'une période à l'autre, pour un tronçon donné de la digue étudié, cela indique que les ondes ne se transmettent pas de la 10 même manière dans la digue à la deuxième période par rapport à la première période. Cela signifie donc que l'eau pénètre dans la digue, par des fissures ou autres, ce qui modifie la propagation des ondes à travers la digue. Cette même information peut également être obtenue de manière différente, toujours à partir du signal reconstruit, en calculant les variations 15 relatives de vitesse des ondes sismiques. Aussi dans un mode de mise en oeuvre, le procédé d'analyse de bruit sismique comprend en outre une étape D durant laquelle on détermine des variations relatives de vitesse des ondes sismiques à partir dudit signal reconstruit. Cette détermination de variations relatives de vitesse des ondes sismiques peut 20 être faite, comme l'étape C, soit sur la base des signaux reconstruits bruts obtenus à l'issue de l'étape B, soit sur la base d'une partie des signaux reconstruits, obtenue en sélectionnant dans ces signaux seulement certaines fréquences considérées comme porteuses d'informations utiles. 25 Le procédé d'analyse de bruit sismique selon l'invention, tel que décrit précédemment, peut tout particulièrement être mis en oeuvre pour obtenir des information relatives à un sol ou à un ouvrage d'art exposé à la mer. L'expression « exposé à la mer » désigne ici un sol ou ouvrage d'art qui est en bordure de mer 30 et dont la paroi est battue par les vagues au moins à certains moments. Il s'est avéré en effet qu'avantageusement, le battement des vagues contre un sol ou ouvrage d'art exposé à la mer suffit pour émettre des ondes sismiques dans celui-ci, et que les signaux sismiques produits par ces ondes peuvent être exploités pour analyser l'état du sol ou de l'ouvrage d'art concerné. On peut par exemple 35 détecter des infiltrations d'eau dans le sol ou l'ouvrage d'art par la méthode d'analyse indiquée précédemment. 3062483 6 Dans un mode particulier de réalisation, les différentes étapes du procédé d'analyse de bruit sismique selon l'invention sont déterminées par des instructions de programmes d'ordinateurs. En conséquence, l'invention vise aussi un programme d'ordinateur sur un 5 support d'informations, ce programme étant susceptible d'être mis en oeuvre par ordinateur, et comportant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes de l'un des procédés définis précédemment, lorsque le programme est exécuté sur un ordinateur. Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code 10 intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable. L'invention vise aussi un support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé d'analyse de bruit sismique défini 15 précédemment. Le support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une clé USB ou un disque dur. Alternativement, le 20 support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé d'analyse de bruit sismique. Un deuxième objectif de l'invention est de proposer un dispositif d'analyse de bruit sismique qui permette d'obtenir des informations plus riches et/ou plus 25 fiables que les informations produites par les dispositifs connus, concernant des sols ou ouvrages d'art que l'on étudie. Cet objectif est atteint grâce à un dispositif d'analyse de bruit sismique comportant A) un module d'acquisition de signaux configuré pour, pendant chaque période parmi deux périodes différentes, acquérir au moins deux signaux de bruit 30 sismique ; B) un module de calcul de signaux reconstruit, configuré pour calculer un signal reconstruit par intercorrélation desdits signaux, respectivement pour chacune desdites périodes ; et C) un module de comparaison, configuré pour comparer des amplitudes 35 desdits signaux reconstruits calculés respectivement pour chacune desdites périodes. 3062483 7 Les modules du dispositif d'analyse de bruit sismique définis ci-dessus peuvent être configurés, dans différents modes de réalisation, pour permettre la mise en oeuvre de tout ou partie des perfectionnements du procédé selon l'invention indiqués précédemment. 5 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation représentés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés, sur 10 lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'une digue en bord de mer, équipée d'un dispositif d'analyse de bruit sismique selon l'invention (exemple avec 7 capteurs posés en crête) - la figure 2 est un diagramme présentant graphiquement un ensemble de 15 signaux de bruit sismique enregistrés par un dispositif d'analyse de bruit sismique selon l'invention ; - les figures 3A et 3B sont des diagrammes qui représentent graphiquement chacun un signal enregistré à un capteur différent, pendant la même période de temps ; 20 - la figure 3C est un diagramme qui représente un signal reconstruit obtenu à partir des signaux représentés sur les figures 3A et 3B ; - les figures 4A et 4B sont des diagrammes qui représentent deux signaux reconstruits correspondant à deux périodes d'enregistrement différentes, respectivement dans le domaine temporel et dans le domaine fréquentiel (après 25 transformation de Fourier) ; - la figure 5 est un diagramme qui présente de manière comparative deux signaux reconstruits, respectivement pour deux périodes d'enregistrement différentes ; - la figure 6 est un logigramme représentant les étapes d'un procédé selon 30 un mode de mise en oeuvre de l'invention ; - la figure 7 est une représentation schématique fonctionnelle du dispositif d'analyse de bruit sismique de la figure 1 ; et - la figure 8 est une représentation schématique de l'architecture matérielle du dispositif d'analyse de bruit sismique de la figure 1. 35 3062483 8 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Un exemple de mise en oeuvre du procédé et de dispositif selon l'invention va maintenant être décrit. Cet exemple présente un procédé et un dispositif servant à analyser le bruit 5 sismique émis par une digue de bord de mer 10 (Fig.1). La digue 10 constitue un exemple d'ouvrage d'art exposé aux vagues. La digue 10 est exposée à la marée ; à marée basse, elle est entièrement découverte ; à marée haute inversement, comme on le voit sur la figure 1, une partie de la digue est immergée. 10 Pour la mise en oeuvre du procédé, on dispose sur la digue un dispositif d'analyse de bruit sismique 50. Ce dispositif d'analyse de bruit sismique 50 comporte un ensemble de sept capteurs sismiques S1-S7 et un calculateur 52 constituée par un ordinateur portable. Les capteurs sismiques sont connectés par liaison sans fil à l'unité de 15 calcul 52 de manière à lui transmettre les signaux sismiques détectés. Le procédé est mis en oeuvre en réalisant successivement les étapes suivantes (Fig.6) : A) Acquisition de signaux de bruit sismique 20 A1) Mise en place des capteurs sismiques On dispose les capteurs sismiques S1-S7 à intervalles réguliers au sommet de la digue 10 ; leur espacement est choisi en fonction de la résolution de mesure cherchée. Les capteurs sont placés de manière à pouvoir capter les ondes sismiques circulant dans la digue. 25 Le procédé peut par exemple être d'abord mis en oeuvre en espaçant beaucoup les capteurs, puis, au cas où une portion de la digue semble présenter des infiltrations, en effectuant une nouvelle campagne de mesures en se limitant à cette portion de la digue : on dispose alors les capteurs seulement sur cette portion de la digue, en rapprochant davantage les capteurs. 30 A2) Campagne d'enregistrements On enregistre les signaux collectés par chacun des capteurs, pendant plusieurs période de temps durant lesquelles ou lesquelles la digue est exposée aux vagues. La figure 2 à titre d'exemple représente 24 signaux enregistrés par 24 35 capteurs sismiques placés consécutivement le long d'une digue (dans une configuration par conséquent autre que celle de la figure 1). Le temps est indiqué 3062483 en abscisse et, pour chacun des 24 signaux, le déplacement du sol ou une valeur équivalente est indiqué(e) en ordonnée. Au cours de la campagne d'enregistrements on enregistre les signaux produits par les différents capteurs pendant plusieurs périodes. La durée de 5 chaque période est choisie comme étant suffisante pour permettre une bonne intercorrélation entre les signaux enregistrés par des paires de capteurs à l'étape B qui va être décrite plus bas. Par exemple, chaque période d'enregistrement peut avoir une durée de 10 minutes. En pratique, plutôt que de faire des enregistrements séparés, période par 10 période, on procède généralement à un enregistrement continu pendant une durée assez grande pour contenir plusieurs périodes d'enregistrement. Dans l'exemple présenté, il s'est avéré qu'une période de dix minutes est suffisante pour permettre d'extraire une 'onde reconstruite' pour la période considérée, comme cela va être expliqué pour les étapes C et D ci-dessous. La durée de chaque 15 période d'enregistrement est adaptée pour que chaque période permette l'obtention d'une onde représentative pour la période considérée. A3) Extraction de périodes d'enregistrement Si nécessaires, des traitements intermédiaires peuvent être réalisés pour 20 préparer les données à leur exploitation ultérieure : filtrage , élimination de points aberrants, normalisation de signaux, etc. A partir des enregistrements réalisés, on extrait les signaux enregistrés par les différents capteurs Si pendant au moins deux périodes de temps successives P et Q. Ces périodes de temps peuvent être immédiatement consécutives, ou 25 séparées par un laps de temps. Un exemple de signaux si et s2 enregistrés pour un premier capteur S1 et un deuxième capteur S2, extraits sur seulement une première période de temps P, et normalisés entre des amplitudes A allant de -1 à 1, est donnée par les figures 3A et 3B. La période de temps est choisie pour se dérouler sensiblement à un 30 instant médian entre la marée basse et la marée haute. Chacun des signaux des capteurs 51 et S2 est enregistré pendant une période de 600 secondes, soit 10 minutes (la même période simultanément pour les deux capteurs). On extrait également les signaux des capteurs S1 et S2 pendant une deuxième période Q ayant lieu sensiblement à marée haute, environ trois heures 35 après la première période P. B) Calcul des signaux reconstruits 3062483 10 Pour chacune des périodes P et Q, à partir des enregistrements des différents capteurs S1-S7, on calcule des signaux reconstruits Clk. Un exemple de signal reconstruit Cj,k obtenu à partir des signaux représentés sur les figures 3A et 3B est représenté sur la figure 3C. 5 Pour chaque période considérée (dans cet exemple, les périodes P et Q), et pour chaque couple comprenant un premier capteur j et un deuxième capteur k, le signal reconstruit Ci,k pour le premier capteur j et le deuxième capteur k est calculé par intercorrélation des signaux émis par le premier capteur Si avec les signaux émis par le deuxième capteur Sk pendant la période considérée. Par 10 conséquent, chaque signal Ci,k reconstruit est défini par la formule suivante et calculé en utilisant celle-ci : ci, (7) = f+. Loo si(t) - 7) dt où si et sk sont les signaux de bruit enregistrés par les capteurs j et k. En répétant ce calcul pour tout ou partie des paires de capteurs disponibles, 15 on obtient une collection de signaux reconstruits Cj,k. Le signal reconstruit (Cj,k) peut être obtenu par d'autres formules que celle indiquée ci-dessus. Par exemple, il peut aussi être calculé par déconvolution, ou encore par inter-corrélation dans le domaine fréquentiel. Pour améliorer la qualité de l'intercorrélation obtenues, pour chaque paire 20 de capteur (j,k) on calcule (de préférence) une « intercorrélation symétrisée » en moyennant l'intercorrélation entre le premier capteur et le deuxième capteur et l'intercorrélation entre le deuxième capteur et le premier capteur. L'intercorrélation symétrisée entre deux capteurs Si et Si est donc donnée par l'équation : C - 3,k, k,3 2 25 C) Calcul des coefficients d'atténuation C1) Transformation de Fourier Dans le mode de mise en oeuvre présenté, dans ce but, un signal Fj,k dit 'signal transformé' est obtenu en appliquant la transformation de Fourier au signal reconstruit Cj,k : (f) .f.ft(C, (t)) 3062483 où f est la fréquence et 'fft' représente l'opérateur de transformation de Fourier. C2) Calcul des coefficients d'atténuation par ratio de transformées du signal 5 correspondant à des périodes de temps distinctes Le phénomène d'atténuation est illustré par la figure 4A. Sur ce diagramme sont représentés les signaux reconstruits Clk, pour une paire de capteurs donnée, à deux périodes différentes : lors de la période P qui a lieu quand seulement la partie basse de la digue est immergée, à peu près à mi-hauteur de la marée, et 10 lors de la période Q à marée haute. Comme on peut le constater, les deux courbes sont très différentes. On en déduit que, pour la paire de capteurs considérée, les propriétés de transmission d'onde de la digue 10 varient entre la période P et la période Q. Pour évaluer l'importance de ce changement de comportement, on le 15 quantifie en calculant des coefficients d'atténuation K. On limite l'étude à la plage de fréquence [f1,f2] qui est celle des ondes susceptibles de se déplacer dans l'ouvrage d'art lui-même et non en profondeur. Dans un premier temps, pour chaque couple de capteurs (j,k) on extrait des fonctions transformée du signal partielles limitées à la plage de fréquences 20 [f1,f2], et cela pour chaque période considérée (repérée par un indice p dans l'exemple ci-dessous). Cette opération d'extraction d'une plage de fréquences est faite à partir de la transformée du signal Fj,k obtenue par la transformation de Fourier à l'étape Cl. La transformée du signal limitée à une plage de fréquence est noté Fj,k,p,fl,f2 OÙ : 25 j et k sont les indices des deux capteurs dont les signaux ont été intercorrélés pour produire le signal reconstruit ; p est le numéro indiquant la période pendant laquelle les signaux des capteurs j,k ont été émis ; [f1,f2] est la plage de fréquence à laquelle la transformée du signal a été 30 limitée. On calcule alors chaque coefficient d'atténuation Kj,k,P,Q,f1,f2, pour une paire j,k de capteurs considérée, pour une paire de périodes P,Q considérées, pour la plage de fréquences [f1,f2] considérée, comme étant égal au ratio des normes des transformées du signal extraites Flk,P,f1,f2et Fj,k,Q,fl,f2 35 Kj,k,p,C2,f1,f2 = I Fj,k,P,f1,f2 I / I Fj,k,Q,fl,f2 où I I désigne une norme. 3062483 12 Dans d'autres modes de mise en oeuvre, les coefficients d'atténuation peuvent naturellement s'exprimer par d'autres formules en fonction des amplitudes des signaux reconstruits C ou de leurs transformées fréquentielles F. La valeur des coefficients d'atténuation peut être appréciée notamment à 5 partir des courbes représentant les fonctions Fj,k,p de transformée du signal (Fig.4B). Ces courbes représentent les signaux reconstruits correspondants en fonction de la fréquence, dans le domaine fréquentiel, alors que les signaux reconstruits Cj,k représentés sur la figure 4A sont exprimés en fonction du temps (dans le domaine temporel). 10 La figure 4B représente les fonctions Fj,k,p et Fj,k,Q respectivement pour les deux périodes P et Q ; ces fonctions sont les fonctions obtenues par transformation de Fourier à partir des signaux reconstruits Cj,k représentés sur la figure 4A. Ces courbes représentent les fonctions Fj,k,p et Fj,k,Q en fonction de la fréquence f des signaux de bruit sismique acquis. 15 L'atténuation du signal qui apparaît sur la figure 4A se traduit par un décalage vers le bas des courbes représentant les fonctions Fj,k,p de transformée du signal sur la figure 4B. Ce décalage vers le bas entraine que les coefficients d'atténuation K calculés sont nettement inférieurs à 1. Dans ce cas, c'est-à-dire dès lors que l'on constate (comme dans le cas 20 illustré par les figures 4A et 4B) que le coefficient d'atténuation est nettement différent de 1 (par exemple, différent de plus de 10%), on conclut que les ondes se propagent de manière différente dans la digue entre les capteurs j et k selon la hauteur de marée : on en déduit qu'il y a une infiltration d'eau dans la digue entre les capteurs j et k, entre la période P et la période Q. 25 Dans ce mode de mise en oeuvre, le coefficient d'atténuation est calculé sur la base des fonctions de 'transformée du signal', obtenues en appliquant la transformation de Fourier au signal reconstruit. Cependant, dans d'autres modes de mise en oeuvre le calcul des coefficients d'atténuation peut également être fait directement à partir des signaux reconstruits dans le domaine temporel (sans 30 transformation de Fourier). Dans les deux cas, le ratio calculé est assimilable à un ratio d'énergie transportée par l'onde considérée, l'énergie transportée étant elle-même fonction des fréquences contenues dans les signaux reconstruits. De préférence, pour faciliter l'interprétation des résultats, on calcule alors la 35 variation relative du coefficient d'atténuation. 3062483 13 L'invention peut ainsi être mise en oeuvre en calculant les coefficients d'atténuation (à l'étape C du procédé) de la manière suivante : L'amplitude d'une onde est exprimée en fonction de la distance r par rapport à la source d'un bruit sismique par : A(r) = Ao 1 où r est la distance entre le capteur et cette source, A l'amplitude, Ao un terme constant et a un coefficient d'atténuation du milieu, qui décrit le "pouvoir absorbant" du milieu et n'est pas exprimé comme un ratio. Ce coefficient d'atténuation a est défini comme : f = (217 où Q est le facteur de qualité et V la vitesse de propagation (qui dépend de la fréquence, puisqu'il s'agit d'ondes de surface). La variation relative du coefficient d'atténuation est alors donnée par : 6 = log( Fj,k,q log( Fj,k,p Fi.k-P N/C1j,k) Ck (.f, 15 où a est le coefficient d'atténuation, F la transformée de Fourier du signal reconstruit, p et q deux périodes (p étant choisie comme la période de référence), j et k les récepteurs, et d la distance entre les deux capteurs j et k. D) Calcul des variations relatives de vitesse des ondes sismiques 20 La détection d'infiltrations d'eau à l'aide des coefficients d'atténuation peut être complétée par l'étude des variations relatives de vitesse des ondes sismiques. Pour cela, on utilise les signaux reconstruits CJ,k, de préférence symétrisés. Cependant, de manière alternative il est également possible de sélectionner seulement les composantes du signal reconstruit symétrisé se trouvant dans une 25 certaine plage de fréquence, notamment en appliquant la transformation de Fourier aux signaux reconstruits : on utilise dans ce cas les signaux reconstruits Fj,k,p,fl,f2, limités à une certaine plage de fréquence ([fl,f2]), exprimés dans le domaine fréquentiel. 5 10 3062483 14 Un exemple de signaux reconstruits Clic, dans le domaine temporel, est donné par la figure 5 (ces signaux sont d'autres signaux que ceux représentés sur la figure 4A). La figure 5 représente une courbe de signal reconstruit Clk en trait continu 5 obtenue pour la première période P (à mi-hauteur de la marée), et une courbe de signal reconstruit Clk en trait pointillé obtenue pour la deuxième période Q (marée haute). Ces signaux sont représentés sous une forme normalisée entre -1 et 1. A partir de ces signaux, on calcule les variations relatives de vitesse des ondes sismiques de la manière suivante : 10 On réalise tout d'abord un 'fenêtrage', c'est-à-dire que l'on extrait les parties de ces signaux situées dans un intervalle de temps [t1,t2] spécifique. Ce fenêtrage est fondé sur le signal reconstruit `de référence', c'est-à-dire dans le cas présent le signal reconstruit pour la première période considérée (période P). Le fenêtrage permet de ne conserver que les informations utiles, c'est-à- 15 dire les informations qui concernent les ondes de surface. D'autres critères de fenêtrage sont possibles. Une fois l'opération de fenêtrage réalisée, on calcule le déphasage ôt (ou décalage temporel) entre les deux signaux reconstruits CJ,k,p et Cj,k,p aux deux périodes P et Q considérées. Ce déphasage prend la valeur ôt pour laquelle le 20 coefficient de corrélation CC(ôt) ci-dessous est maximal : CC(8t) = t eit) Cj.i g(t) dt 25 où tl et t2 sont les bornes de la fenêtre de temps choisie, CJ,k,p et C,,k,c, les signaux reconstruits entre les capteurs j et k, respectivement aux deux périodes P et Q. Cette formule permet de calculer la valeur de déphasage ou de décalage temporel qui conduit à la meilleure superposition des signaux entre les périodes P 30 et Q. Ce décalage ôt, divisé par la largeur de la fenêtre temporelle, est directement relié à la variation relative de vitesse sur le trajet qui sépare les deux capteurs. Pour obtenir une information plus fine sur l'état de l'ouvrage d'art étudié, il 35 est possible de déterminer le décalage temporel ôt en fonction de la fréquence du signal, et donc de la profondeur. Dans ce cas, il est nécessaire de filtrer au préalable les signaux reconstruits dans différentes bandes de fréquence ; on 3062483 15 calcule alors le coefficient de corrélation CC puis le décalage ôt en fonction des signaux reconstruits transformés Fj,k,p,f1,f2, limités à une bande de fréquence ([f1,f2]) plutôt qu'en fonction des signaux reconstruits dans le domaine temporel Clk,p et Clu comme expliqué précédemment. 5 Le calcul des variations relatives de vitesse 6V/V (qui va être présenté ci- dessous) pourra alors être réalisé sur différentes bandes de fréquences : l'étude pour les hautes fréquences permettra par exemple de calculer des variations de vitesse superficielles et celle des basses fréquences donnera un résultat englobant également des variations en profondeur. 10 Sur la base du décalage temporel ôt calculé précédemment, on calcule alors la variation relative de vitesse 5V/V des ondes entre les deux périodes P et Q considérées : 8.1) ht 15 V (t2 ti) / 2 où t1 et t2 sont les bornes de la fenêtre utilisée pour le calcul du coefficient de corrélation CC. La variation relative de vitesse ô\i/V est donc directement reliée au 20 décalage temporel (déphasage) ôt observé entre les deux signaux fenêtrés. L'architecture fonctionnelle et matérielle du dispositif d'analyse de bruit sismique 50 va maintenant être décrite en relation avec les figures 7 et 8. Pour permettre l'analyse de bruit sismique en mettant en oeuvre le procédé 25 décrit ci-dessus, le calculateur 52 du dispositif d'analyse de bruit sismique 50 comporte (Fig.7) : A) un module d'acquisition de signaux 54, configuré pour acquérir les signaux de bruit sismique (S1,S2) produits par les différents capteurs sismiques S1-S7; 30 B) un module de calcul de signaux reconstruits 56, configuré pour calculer des signaux reconstruits (Cj,k) par intercorrélation des signaux acquis par le module d'acquisition; et C) un module de comparaison, configuré pour comparer des amplitudes desdits signaux reconstruits (Cj,k) calculés respectivement pour chacune desdites 35 périodes. Dans ce mode de réalisation, le module de comparaison 58 est configuré pour calculer des coefficients d'atténuation K comme indiqué précédemment. 3062483 16 Les trois modules 54,56 et 58 indiqués ci-dessus sont configurés pour mettre en oeuvre respectivement les étapes A), B) et C) du procédé d'analyse de bruit sismique dans le mode de mise en oeuvre de l'invention présenté précédemment, dont notamment tout ou partie (selon le mode de mise en oeuvre) 5 des différentes opérations comprises par ces différentes étapes. Les modules fonctionnels 54, 56 et 58 décrits précédemment sont des modules fonctionnels du calculateur 52 du dispositif d'analyse de bruit sismique 50. Ce calculateur ou ordinateur 52 constitue le coeur du dispositif de contrôle géométrique 50 représenté sur la figure 1. 10 Le dispositif d'analyse de bruit sismique 50 dispose de l'architecture matérielle d'un ordinateur, telle qu'illustrée schématiquement à la figure 8 Il comprend notamment un processeur 4, une mémoire vive 5, une mémoire morte 6, une mémoire flash non volatile 7, ainsi que des moyens de communication 8. Les moyens de communication 8 comportent une antenne ou un câble permettant 15 la réception des signaux produits par les capteurs sismiques S1 à S7. La mémoire morte 6 du dispositif de contrôle géométrique 50 constitue un support d'enregistrement conforme à l'invention, lisible par le processeur 4 et sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur conforme à l'invention, comportant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé d'analyse de 20 bruit sismique conforme à l'invention décrit précédemment. Quoique la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des différentes modifications et changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En outre, des 25 caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation évoqués peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif. 30 REVENDICATIONS1. Procédé d'analyse de bruit sismique comportant les étapes suivantes : A) pendant chaque période parmi au moins deux périodes différentes (P,Q), on acquiert au moins deux signaux de bruit sismique (S1,S2) ; B) on calcule un signal reconstruit (Ci,k) par intercorrélation desdits signaux, respectivement pour chacune desdites périodes ; C) on compare des amplitudes desdits signaux reconstruits (Cj,k) calculés respectivement pour chacune desdites périodes. 10 2. Procédé d'analyse de bruit sismique selon la revendication 1, dans lequel à l'étape C : - pour chaque signal reconstruit (Cj,k) on calcule une fonction transformée du signal (F) en appliquant à celui-ci une transformation fréquentielle ; et 15 - on compare les amplitudes desdits signaux reconstruits (Cj,k) en fonction des fonctions transformées ainsi calculées. 3. Procédé d'analyse de bruit sismique selon la revendication 2, dans lequel à l'étape C : 20 - pour chaque signal reconstruit, on extrait à partir de la fonction transformée du signal (F) une fonction Fi,k,p,fi,f2 transformée du signal limitée à une plage de fréquence prédéterminée ([fl,f2]), où j et k sont les indices de deux signaux qui ont été intercorrélés pour produire le signal reconstruit (Ci,k), et p est le numéro indiquant la période pendant laquelle les signaux des capteurs j,k ont été 25 enregistrés ; et - on compare les amplitudes desdits signaux reconstruits (Ci,k) en fonction des fonctions transformées ainsi extraites. 4. Procédé d'analyse de bruit sismique selon l'une quelconque des 30 revendications 1 à 3, dans lequel à l'étape C, pour comparer les amplitudes desdits signaux reconstruits (Ci,k), on calcule au moins un coefficient d'atténuation (Kj,k,p,q) représentatif d'une différence entre des amplitudes desdits signaux reconstruits (Ci,k), pour une paire de périodes considérées (P,Q). 35 5. Procédé d'analyse de bruit sismique selon la revendication 4, dans lequel à l'étape C), on calcule ledit au moins un coefficient d'atténuation (K) comme 3062483 18 étant fonction d'un ratio, d'une différence, ou d'un ratio de logarithmes, entre les normes des deux signaux reconstruits aux deux périodes considérées (P,Q). 6. Procédé d'analyse de bruit sismique selon l'une quelconque des 5 revendications 1 à 5, comprenant en outre une étape D durant laquelle on détermine des variations relatives de vitesse des ondes sismiques à partir desdits signaux reconstruits (Ci,k). 7. Procédé d'analyse de bruit sismique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, mis en oeuvre pour obtenir des information relatives à un ouvrage exposé à la mer (10), et dans lequel l'étape A inclut la mise en place de capteurs (S1-S7) sur cet ouvrage et l'acquisition de signaux de bruits sismiques générés par les vagues. 8. Programme d'ordinateur sur un support d'informations, ce programme étant susceptible d'être mis en oeuvre dans un ordinateur, ce programme comportant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé d'analyse de bruit sismique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. 9. Support d'informations lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur selon la revendication 8. 10. Dispositif d'analyse de bruit sismique comportant A) un module d'acquisition de signaux, configuré pour, pendant chaque période parmi deux périodes différentes (P,Q), acquérir au moins deux signaux de bruit sismique (S1,S2) ; B) un module de calcul de signaux reconstruits, configuré pour calculer un signal reconstruit (Cj,k) par intercorrélation desdits signaux, respectivement pour chacune desdites périodes ; et C) un module de comparaison, configuré pour comparer des amplitudes desdits signaux reconstruits (Cj,k) calculés respectivement pour chacune desdites périodes.