FR 2579770 A1 19861003 FR 8504979 A 19850402 SYSTEME DE DIAGRAPHIE GAMMA SPECTROMETRIQUE POUR LA DETERMINATION DES PARAMETRES GEOLOGIQUES D'UNE ROCHE La présente invention a pour objet un systé- me de diagraphie gamma spectrométrique pour La déter- mination des paramètres géologiques d'une roche. Ce système permet de déterminer notamment la lithologie d'une roche, c'est-à-dire sa nature, la nature des mi- nerais, plus précisément des éléments lourds, contenus dans cette roche, la teneur de ces minerais et la den- sité de la roche. Le système de l'invention trouve une application dans la prospection des matières premiè- res, telles que l'uranium, certains autres métaux (fer, plomb, etc...) ou le pétrole. La mesure du rayonnement gamma est utilisée depuis longtemps en géophysique pour la détermination des caractéristiques d'une roche. Le rayonnement gamma diffusé par une roche est détecté par une sonde con- vertissant ce rayonnement en impulsions électriques. L'analyse du spectre énergétique de ces impulsions permet de déterminer certaines caractéristiques géo- logiques de la roche. Plusieurs principes de mesure sont couram- ment utilisés: - la diagraphie gamma naturelle dans laquel- le la sonde détecte le rayonnement gamma émis par la roche; cette méthode est principalement utilisée pour la détermination de la lithologie et pour la détection de la radioactivité naturelle de la roche, en particu- lier pour la prospection de l'uranium. Dans cette mé- thode, la teneur en uranium est déterminée soit par le comptage gamma total, soit par le comptage dans deux fenêtres énergétiques; - la diagraphie gamma-gamma "globale" dans laquelle on mesure l'intensité du rayonnement gamma diffusé dans la roche et provenant d'une source de rayonnement gamma contenu dans la sonde;. cette métho- de est utilisée pour la détermination de la densité de la roche; - la diagraphie gamma-gamma sélective, basée sur la mesure dans certaines fenêtres énergéti- ques de l'intensité du rayonnement gamma diffusé par La roche et provenant d'une source de rayonnement gamma contenue dans la sonde. Ces méthodes sont fon- dées sur le comptage des photons gamma dans une ou plusieurs fenêtres énergétiques de largeur relative- ment élevée, ou sur la détermination de la position du maximum du spectre. Elles sont utilisées pour résoudre certains problèmes spécifiques tels que La détermina- tion de la teneur des minerais de fer, de zinc ou de plomb; - la diagraphie neutron-gamma dans laquelle on mesure le rayonnement gamma secondaire émis par la roche sous l'effet d'un bombardement aux neutrons issus d'une source de neutrons contenue dans La sonde. Cette méthode permet la détection d'hydrogène, donc d'eau et d'hydrocarbure, et indique par là-même la porosité de la roche. Les différentes méthodes connues qui vien- nent d'être énumérées présentent plusieurs inconvé- nients. Une première limitation tient en ce que chaque méthode ne permet la détermination que d'un seul para- mètre géologique, et qu'il est donc nécessaire de pro- céder à plusieurs mesures, avec des sondes différen- tes, pour déterminer l'ensemble des paramètres géolo- giques caractéristiques de la roche analysée. Un autre inconvénient réside en ce que les résultats de mesure portant sur un paramètre géotogi- que peuvent être perturbés par les variations de l'en- - semble des paramètres géologiques qui ne sont pas toujours connus. Par exemple, dans le cas de la déter- mination de la teneur en uranium par le comptage total de l'intensité du rayonnement gamma, le résultat dé- pend du déséquilibre radioactif qui peut varier d'un point à l'autre d'un gisement et même le long d'un forage. De même, les résultats des mesures de densité par la méthode gamma-gamma dépendent de la litholo- gie; la sonde doit donc être étalonnée pour chaque lithologie particulière. Enfin, de manière connue, la détermination de la nature des minerais (éléments lourds) contenus dans la roche se fait selon la diagraphie gamma-gamma sélective ou selon la diagraphie neutron-gamma, par extraction des pics caractéristiques du spectre éner- gétique dans ce dernier cas. Cette extraction est délicate car un spectre continu intense, dO aux diffu- sions survenant dans la roche et dans le forage, se superpose à ces pics et les masque. Selon l'art connu, ce spectre continu n'est pas utilisé pour la détermi- nation des paramètres géologiques mais est au contrai- re éliminé pour ne conserver que les pics caractéris- tiques des différents minéraux. Les autres paramètres géologiques sont déterminés indépendamment par des mesures complémentaires. Un premier objectif de l'invention est de permettre la détermination d'un maximum de paramètres géologiques à partir de la mesure d'un spectre unique. On sait en effet que les informations géologiques sont contenues non seulement dans les pics caractéristiques d'un spectre mais également dans le spectre continu, notamment par l'article "A universal gamma-gamma me- thod for simultaneous determination of rock and ore properties" de J. CHARBUCINSKI paru dans Nuclear Geophysics, Pergamon Press, 1983, pages 353-361. La détermination des paramètres géologiques au moyen d'un spectre unique de rayonnement gamma pré- sente le premier avantage de limiter le nombre de passages des sondes dans le trou de forage, donc la durée des mesures, et également de n'employer qu'une sonde universelle. D'autre part, la connaissance simultanée des différents paramètres géologiques permet d'amé- liorer la précision des mesures. Par exemple, la con- naissance de la lithologie permet de choisir la courbe d'étalonnage appropriée pour la détermination de La densité. Le système de L'invention peut être utilisé pour le traitement des résultats des mesures gamma- gamma spectrométriques, des mesures spectrométriques de rayonnement gamma naturel et également pour le traitement de la composante continue du spectre enre- gistré Lors des mesures neutron-gamma. Dans ce dernier cas, la nature et la teneur des minerais peuvent'être déterminées de manière con- nue par détection des pics caractéristiques. L'origi- nalité de l'invention réside ici dans la prise en compte du spectre continu pour déterminer, sans mesure supplémentaire, la lithologie et La densité de ta roche mère alors que selon l'art connu, te spectre continu n'est pas analysé mais seulement supprimé pour permettre L'analyse des pics. ! Le système de l'invention repose sur l'ex- ploitation du phénomène d'absorption photoélectrique dans la roche. La forme du spectre de rayonnement gamma diffusé dans la roche est déterminée principale- ment par deux processus physiques: ta diffusion Compton et l'absorption photoélectrique. La diffusion Compton est une interaction entre un photon-gamma et un éLectron libre, ou un électron dont l'énergie de liaison à l'atome est né- gligeabte par rapport à l'énergie transmise par le photon. Dans cette interaction, le photon gamma perd une partie de son énergie et subit un changement de direction. La perte moyenne d'énergie diminue avec la décroissance d'énergie initiale du photon. Pour cette raison, il y a une accumulation de photons de faible énergie dans le spectre des photons diffusés. Cette accumulation est Limitée par l'absorption photoélec- trique des photons dont l'énergie est comparable à l'énergie de liaison des électrons dans l'atome. La section efficace pour L'absorption photoélectrique croit très vite lorsque l'énergie du photon diminue; elle est proportionnelle à E 3'5, o E est l'énergie du photon. La forme du spectre et la position de son maximum dépendent de La composition chimique de la roche, ou pLus directement du rapport du coefficient d'absorption photoélectrique au coefficient d'atté- nuation Compton de cette roche. Le principe de l'invention est de déterminer les paramètres géologiques en exploitant uniquement le phénomène d'absorption photoélectrique dans la roche analysée. A cette fin, le système de l'invention est doté de moyens permettant d'extraire du spectre mesuré les paramètres dépendant uniquement de l'absorption photoélectrique. Cette extraction est réalisée en cor- rigeant le spectre enregistré à l'aide d'un spectre de référence prenant principalement en compte la diffu- sion Compton. Selon l'invention, ce spectre normalisé est ensuite comparé à des modèles de spectres contenus dans une bibliothèque, cette comparaison consistant à rechercher le modèle de spectre le plus proche ou la combinaison de modèLes de spectres la plus proche du spectre enregistré normalisé. Cette méthode permet, à partir d'un unique spectre enregistré, de déterminer la lithologie et/ou la nature des minerais contenus dans la roche anaLysée. - Pour la détermination de La lithoLogie par exemple, le spectre normalisé enregistré est comparé à des modèles de spectres normalisés de Lithologie. Pour la détermination de la nature des minerais contenus dans La roche, Le spectre normalisé enregistré est comparé à des modèles de spectres normaLisés de mine- rais. De manière précise, l'invention a pou-r objet un système de diagraphie gamma spectrométrique pour la détermination des paramètres géologiques d'une roche comprenant une sonde, introduite dans un trou de fora- ge pratiqué dans un terrain et délivrant un signal électrique d'impulsions correspondant à l'émission gamma de ladite roche, un moyen de transmission pour véhiculer Ledit signal d'impulsions hors du trou de forage, un moyen pour produire un spectre énergétique dudit signal d'impulsions et un moyen de traitement, ledit système étant caractérisé en ce que le moyen de traitement comprend: - un moyen de normalisation du spectre énerc gétique reçu au moyen d'un spectre énergétique de ré- férence incluant au moins le phénomène de diffusion Compton, - une bibliothèque de modèles de spectres énergétiques de matériaux, lesdits spectres étant nor- malisés au moyen du spectre énergétique de référence, - un processeur et des moyens de mémorisa- tion, ledit processeur étant apte à: - mémoriser le spectre énergétique mesuré normalisé, - comparer ce spectre à au moins un modèle de spectre énergétique de matériaux. Le terme de spectre doit être pris ici dans un sens assez général. On entend par spectre une dis- tribution énergétique d'un signal mesuré suivant une échelle d'amplitude arbitraire, qui peut être linéaire ou non. Cette échelle d'amplitude peut être notamment logarithmique, exponentielle ou de manière générale, toute fonction continue croissante. De manière préférée, les spectres utilisés sont représentés dans une échelle d'amplitude logari- thmique. La normalisation du spectre enregistré con- siste alors à soustraire le spectre de référence, dont l'échelle d'amplitude est logarithmique, au spectre enregistré. Dans ce cas, la comparaison à un modèle consiste à déterminer la combinaison linéaire des mo- dèles de spectres produisant le spectre le plus proche dudit spectre énergétique mesuré normalisé. De manière générale, le moyen de normalisation réalise une opéra- tion entre le spectre enregistré et le spectre de ré- férence qui correspond à une division de ces spectres exprimés en échelle d'amplitude linéaire. De manière préférée, la bibliothèque com- porte un ensemble de modèles de spectres énergétiques de lithologie, le processeur déterminant la lithologie du terrain. Selon une caractéristique du système de l'invention pour déterminer la lithologie, le proces- seur est apte à comparer successivement le spectre me- suré normalisé à chaque modèle de spectre de litholo- gie, à définir une "distance" entre ledit spectre mesuré et chaque modèle de spectre de lithologie, la lithologie du terrain étant celle dont le modèle de spectre est le plus proche, en terme de distance, du spectre enregistré normalisé. Selon une autre caractéristique préférée du système de l'invention, la bibliothèque comporte en outre un ensemble de modèles de spectres énergétiques de minerais, le processeur étant apte, après avoir dé- terminé la lithoLogie, à déterminer La nature des mi- nerais du terrain en recherchant la combinaison Li- néaire du spectre de lithologie et d'au moins un spec- tre de l'ensembLe des modèles de spectres de minerais la plus proche du spectre enregistré normaLisé. Selon un autre mode préféré de réaLisation du système de l'invention, pour la détermination des paramètres géologiques d'un terrain dont La- Lithologie est connue, La bibliothèque comporte un ensemble de spectres énergétiques de minerais, Le processeur étant apte à déterminer la nature des minerais de-la roche en recherchant La combinaison Linéaire du spectre de Lithologie et d'au moins un spectre de L'ensemble des modèLes de spectres de minerais La plus proche du spectre enregistré normalisé. De manière préférée, pour déterminer la na- ture des minerais de la roche, le processeur est apte à comparer le spectre enregistré normalisé à La combi- naison linéaire entre le spectre de lithotogie et un spectre de minerai, à mesurer une distance entre ledit spectre reçu et ladite combinaison linéaire, à répéter ladite comparaison et ladite mesure pour chaque spec- tre de minerai, à déterminer la plus courte distance, la roche contenant le minerai correspondant à ladite plus courte distance. Selon une caractéristique du système de l'invention le processeur est apte à déterminer La teneur des minerais en fonction des coefficients de la combinaison linéaire du spectre de lithologie et d'au moins un spectre de minerai. Selon une autre caractéristique du système de l'invention, dans son application à la détermina- tion de la teneur en uranium, le processeur est apte à déterminer cette teneur par le maximum de la dérivée du spectre enregistré normalisé par un spectre de ré- férence choisi dans La bibliothèque des spectres de lithologie. Les caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée à titre iLlustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une représentation schéma- tique du système de L'invention, - La figure 2 représente un mode de réalisa- tion de ta sonde du système de la figure 1, - La figure 3 est te graphe d'un spectre de référence, - les figures 4a, 4b et 4c sont des graphes de spectres illustrant respectivement L'influence de la lithologie, de la nature des minerais et de la te- neur des minerais sur la forme d'un spectre, - La figure 5 est un organigramme des opéra- tions de constitution de la bibliothèque des modèles de spectre du système de l'invention, - la figure 6 est un organigramme ilLustrant la suite des opérations effectuées par le moyen de traitement du système de l'invention pour la détermi- nation de la lithologie, - la figure 7 est un organigramme illustrant la suite des opérations effectuées par le moyen de traitement du système d'invention pour la détermination de la nature des minerais et de Leur teneur. On a représenté schématiquement sur la figu- re 1 le système de l'invention. IL comprend une sonde 2 disposée dans un trou de forage 4, un moyen de transmission 6 pour véhiculer le signal d'impulsions délivré par la sonde hors du trou de forage 4, un moyen 8 pour produire un spectre énergétique dudit si- gnal et un moyen de traitement 10. - Le moyen de transmission 6 comporte au moins une voie pour transmettre hors du trou de forage Le signal d'impulsions délivré par La sonde et une voie pour alimenter électriquement La sonde depuis la sur- face. Les impulsions délivrées par la sonde peuvent être transmises sous forme analogique, ou sous forme numérique. Dans le premier cas, la forme des impul- sions peut être perturbée durant La transmission, ce qui induit des erreurs de mesure, qui dans certains cas peuvent être importantes. Pour cette raison, la transmission sous forme numérique de l'amplitude des impulsions est préférable. Les impulsions délivrées par le moyen de transmission 6 sont reçues dans le moyen 8 de produc- tion du spectre énergétique. Ce moyen 8 peut être par exemple un analyseur multicanaux. Ce spectre est déli- vré par une voie 22 au moyen de traitement 10. Le moyen de traitement 10 comprend un moyen de normalisation 12 -du spectre énergétique enregistré. Cette normalisation consiste à traiter le spectre en- registré par un spectre de référence de manière à ne conserver dans le spectre enregistré que ce qui dépend de L'absorption photoélectrique due à la géologie du terrain à analyser. Le spectre de référence prend en compte au moins le phénomène de diffusion Compton pour supprimer la contribution du phénomène Compton au spectre enregistré. En pratique, il est également in- téressant que le spectre de référence tienne compte de l'absorption due à la sonde. Le traitement effectué par le moyen de nor- malisation consiste à diviser le spectre enregistré par le spectre de référence, dans le cas o ces spec- tres sont exprimés dans une échelle d'amplitude li- néaire. Cependant, l'échelle d'amplitude du spectre enregistré n'est pas nécessairement linéaire, mais 1 1 peut au contraire être représentée par toute fonction croissante, notamment logarithmique. Le spectre de référence est représenté dans la même échelle. Dans le cas o les spectres sont exprimés dans une échelle d'amplitude logarithmique, le moyen de normalisation réalise la soustraction du spectre de référence au spectre enregistré. Dans le cas o la lithologie du terrain est connue, et que le spectre enregistré sert principale- ment à déterminer la nature des minerais contenus dans cette roche, le spectre de référence peut inclure l'absorption photoélectrique due à cette lithologie. Le spectre enregistré normalisé contient alors toute l'information sur la géologie de la roche à l'exclu- sion de la lithologie. Le moyen de traitement 10 comporte un pro- cesseur 14, un moyen de mémorisation 16 et une biblio- thèque de modèles de spectres 18. Ces éLéments sont reliés entre eux et au moyen de normalisation 12 par un bus de communication 20 comportant des voies de commande, d'adresse et de donnée. La bibliothèque 18 comprend un ensemble de modèles de spectres énergéti- ques de matériaux. Ces spectres sont exprimés dans une échelle d'amplitude identique à celle utilisée pour le spectre enregistré et pour le spectre de référence. Les spectres de la bibliothèque sont également norma- lisés au moyen dudit spectre de référence. La bibliothèque 18 peut comprendre unique- ment des modèles de spectres de lithologie, si le sys- tème d'analyse est utilisé uniquement pour déterminer la lithologie de la roche. Cette bibliothèque peut également comprendre uniquement des modèles de spec- tres de minerais, si le spectre enregistré est analysé en vue de déterminer uniquement la nature des minerais contenus dans la roche mère. La bibliothèque 18 peut comprendre enfin simultanément des modèles de spectres de Lithologie et des modèLes de spectres de minerais si le traitement effectué sur le spectre enregistré vise à déterminer simultanément la lithologie et la nature des minerais. La bibliothèque 18 peut être notamment cons- tituée d'une mémoire morte. La mémoire 16 est une mémoire vive pour stocker le spectre normalisé enre- gistré et pour servir de mémoire de travaiL au proces- seur 14. Ce dernier comporte une mémoire morte conte- nant des instructions, le processeur exécutant les instructions et étant apte à stocker le spectre enre- gistré normalisé dans la mémoire 16 et à déterminer une combinaison linéaire des modèles de spectres con- tenus dans La bibliothèque 18 produisant le spectre le plus proche dudit spectre enregistré normalisé. La détermination des coefficients de cette combinaison linéaire définit le paramètre géologique associé à La biliothèque 18. La figure 2 illustre schématiquement un mode de réalisation de La sonde. Les éléments de cette sonde sont disposés dans un bottier cylindrique 24 ayant une dimension d'approximativement 35 mm de dia- mètre et de 2 m de Longueur. Ce boîtier comprend, en série, un détecteur 26 de rayon gamma tel qu'un scin- tillateur NaI, un photomultiplicateur 28, un amplifi- cateur 30, un convertisseur analogique-numérique 32 et un circuit de transmission 34. Il comprend en outre une alimentation basse tension 36 pour alimenter l'amplificateur, le convertisseur et le circuit de transmission, et une alimentation haute tension 38 pour alimenter le photomultiplicateur. L'amplificateur 30 est du type à échantil- lonnage et maintien. Il est commandé par le circuit de transmission 34 qui commande également tLe convertis- seur analogique-numérique 32 et qui synchronise la transmission du signal binaire vers le moyen de trans- mission 6. Ce signal binaire peut être notamment transmis sur deux lignes en mode différentiel. * On va maintenant décrire le traitement opéré par Le système de L'invention pour La détermination des différents paramètres géologiques de la roche, teLs que la Lithologie, La nature des minerais et Leur teneur. Ce traitement consiste à comparer un spectre enregistré normalisé à des modèles de spectres conte- nus dans une bibliothèque, ces modèles pouvant être des modèles de Lithologie et/ou des modèles de mine- rais. On a représenté sur tLa figure 3 l'allure gé- nérale d'un spectre. Le trait discontinu correspond au spectre obtenu s'il n'y avait pas d'absorption photo- électrique. Le spectre de référence utilisé pour nor- maliser le spectre enregistré et les spectres de la bibliothèque peut être constitué uniquement du spectre dû à la diffusion de Compton seule. Toutefois, de pré- férence, le spectre de référence inclut également l'absorption photoélectrique due aux éléments de la sonde. Dans le cas o la lithologie est connue, le spectre de référence peut également inclure l'absorp- tion due à cette lithologie; le spectre de référence est alors obtenu par une mesure en disposant la sonde dans cette lithologie. Enfin, si la lithologie et les minerais sont connus, le spectre de référence peut également inclure les phénomènes d'absorption dus à cette lithologie. Les graphes représentés sur les figures 4a, 4b et 4c illustrent respectivement l'influence de la lithologie, de la nature du minerai et de la teneur d'un minerai sur le spectre énergétique détecté par la sonde. Comme on peut Le constater sur La figure 4a, Les spectres correspondant à différentes LithoLogies sont décalés suivant L'axe énergétique E. La figure 4b ilLustre L'influence de La nature des minerais. Ceux- ci sont caractérisés par Leur absorption photoéLectri- que, ce qui se traduit par un décaLage du spectre suivant L'axe d'ampLitude S dans La partie de basse énergie du spectre et suivant L'axe énergétique E. Enfin, La figure 4c iLLustre L'infLuence de La teneur d'un minerai sur Le spectre. La figure représente pour deux éLéments de numéros atomiques Z a et Zb avec Za x1. Ces courbes sont décaLées suivant L'axe d'ampLitude S, fortement en fonction du numéro atomi- que et plus faiblement en fonction de La teneur. Chaque paramètre géoLogique a donc une in- fluence particuLière sur La forme du spectre. L'inven- tion utilise cette constatation pour extraire d'un unique spectre enregistré tous Les paramètres géoLogi- ques de La roche analysée. Le traitement selon l'invention consistant à comparer Le spectre enregistré normaLisé à des modè- Les de spectre contenus dans une bibLiothèque, une étape préliminaire au fonctionnement du système de l'invention est de constituer cette bibLiothèque. On a représenté sur la figure 5, sous forme d'organigramme, la suite des opérations conduisant à la création de cette bibliothèque. L'organigramme représenté sur la figure 5 illustre la création d'une bibliothèque comportant des modèLes de spectres de lithologie et des modèles de spectres de minerais. La constitution de cette biblio- thèque est réalisée en 4 étapes: une étape de déter- mination du spectre de référence, une étape de déter- - mination des modèles de spectres de lithologie, une étape de détermination des modèles de spectres de mi- nerais et une étape de normalisation des spectres de Lithologie et de minerais par le spectre de référence. La première étape comporte deux opéra- tions: une opération 30 de choix des conditions de référence et une opération 32 de détermination du spectre de référence Sr. Les conditions de référence sont notamment les conditions de forage, l'efficacité du détecteur utilisé dans la sonde, l'absorption des photons gamma dans l'enveloppe de la sonder etc... Les conditions de référence peuvent également inclure la Lithologie de la roche dans le cas o l'on ne désire constituer qu'une bibliothèque de modèLes de spectres de minerais, la Lithologie étant connue. Ce cas parti- culier est important en pratique car, en général, un forage intervient dans une zone plus ou moins connue.. Le spectre de référence est déterminé par l'opération 32. Cette détermination peut être obtenue par une mesure dans les conditions de forage définies par l'opération 30, ou par calcul. L'étape de détermination des modèles de spectre de lithologie comporte une opération 34 de choix des lithologies à modéliser et une opération 36 de mesure des spectres de ces lithologies. Les litho- logies peuvent être choisies en fonction de l'applica- tion particulière envisagée (prospection d'uranium, des autres métaux, de pétrole,...). Le nombre de li- thologies choisies est faible, de l'ordre de la dizai- ne. Ce peut être notamment le grè.s, le granit, le calcaire, l'argile, le quartz... La création des spectres des lithologies choisies est effectuée par l'opération 36. Ces modèles de spectres de lithologies peuvent être mesurés ou construits par calcul. Cette deuxième solution peut être avantageusement utilisée pour les milieux simples teLs que le quartz (SiO2) ou le calcaire (CaC03), par exemple par la méthode de Monte-Carlo. Pour Les mi- Lieux complexes, comme les argiles par exemple, Les modèles de spectres sont de préférence déterminés par des mesures exécutées dans des forages traversant des roches dont les caractéristiques sont bien connues. L'étape de création des modèLes de spectres de minerais comporte une opération 38 de choix des minerais types et une opération 40 de création des spectres de ces minerais. Ces opérations 38 et 40 sont analogues aux opérations 34 et 36 de l'étape de déter- mination des modèles des spectres de LithoLogie. Comme dans le cas des lithologies, on choi- sit des minerais types en fonction de l'application envisagée. A titre d'exemple, on peut choisir des mi- nerais tels que l'uranium, le fer, te zinc et le plomb. Les modèles de spectres de ces minerais sont créés dans l'opération 40. En fait, le spectre du métal pur ne présente pas d'intérêt car te minerai n'existe dans la nature qu'à l'état d'oxyde ou de set. C'est donc un modèle de spectre pour ce sel ou cet oxyde qui doit être réalisé. Ce modèle de spectre peut être obtenu par le calcuL ou par la mesure directe. Le spectre d'un minerai pur ne peut pas être obtenu par une mesure unique car l'absorption photoélectrique est trop importante. Une alternative consiste à enregis- trer le spectre d'une Lithologie comportant un minerai dans une teneur connue, à enregistrer un spectre de la lithologie pure et à déterminer par extrapolation de ces deux spectres le spectre du minerai pur. Le spectre de référence S et les modèles de r spectres de lithologie SL et de minerai Sm étant obte- nus, la bibliothèque des modèles peut être constituée. Cette constitution comporte une opération 42 de normalisation des modèles de spectres et une opération 44 de création de La bibliothèque. L'opération de normalisation 42 consiste à supprimer dans Les modèles de spectres les contribu- tions de l'effet Compton et des effets propres aux conditions de références énoncées dans l'opération 30. Cette normalisation consiste à diviser chaque modèle de spectre de lithologie St et chaque modèLe de spectre de minerai Sm par te spectre de référence Sr. Cette division est effectuée sur Le spectre dont l'amplitude est mesurée suivant une écheLLe Linaire. L'opération 44 de constitution de la bibLio- thèque consiste à mémoriser Les spectres normalisés, ou une fonction de ces spectres. Cette fonction peut être notamment la fonction logarithmique. On a représenté sur la figure 6 un organi- gramme illustrant le traitement effectué par le systè- me de l'invention pour la détermination de la litholo- gie. Le traitement comporte des opérations représen- tées par des rectangles et des interrogations repré- sentées par des losanges disposés entre une déclara- tion de début 46 et une déclaration de fin 68. Le traitement débute par l'opération 48 d'enregistrement du spectre normalisé F du signal délivré par la sonde. L'interrogation 50 suivante constitue un choix dans la méthode de détermination de la lithologie. Selon une première méthode, représentée par les opérations et interrogations 52 à 66, le spectre normalisé F est comparé successivement à cha- que modèle de spectre de lithologie FK, et si aucun modèLe n'est suffisamment proche du spectre normalisé F, la lithologie est obtenue par interpolation entre les modèles de spectre Fi et Fj les plus proches du spectre normalisé F. La seconde méthode consiste à créer un modèLe de spectre composite Fc par combinai- son linéaire des modèles de spectre de tithotogie de la bibliothèque, et à déterminer les coefficients de cette combinaison Linéaire pour minimiser La distance entre le spectre normaLisé F et le modèLe de spectre composite Fc. On va d'abord décrire le traitement corres- pondant à La première méthode. CeLLe-ci comprend une première opération 52 d'initialisation d'un indice k, une deuxième opération de calcul de La distance k entre Le spectre normalisé F et le modèle de spectre FK de La bibliothèque, une comparaison 56 entre cette distance Ek et un seuil de distance %m' Cette suite d'étapes 52, 54, 56 est répétée pour chaque modèle de spectre de La bibliothèque au moyen de l'opération 60 d'incrémentation de l'indice k. Si la distance tk entre le spectre normalisé F et le modèle de spectre FK est inférieur au seuil de. distance Ému le traitement est terminé: la lithologie de la roche analysée est celle du modèle de spectre correspondant à la fonction Fk. Si la distance úk est supérieure au seuil de distance Zm pour tous les modè- les de spectres de la bibliothèque, le traitement con- tinue après La comparaison 58, par les opérations 62, 64 et 66. L'opération 62 consiste à rechercher les deux distances Ei et les plus faibles de l'ensemble des distances calculées par l'opération 54. L'opéra- tion 64 crée alors un modèle de spectre composite F c par combinaison linéaire des modèles de spectres Fi et F. les plus proches du spectre enregistré normalisé F. J L'opération 66 consiste à déterminer les coefficients de cette combinaison linéaire pour minimiser la dis- tance entre le spectre normalisé F et le modèle de spectre composite Fc. La lithologie de la roche analy- sée est un mélange des Lithologies correspondant aux spectres Fi et Fj. Dans la seconde méthode, la lithologie est déterminée en deux étapes. Une première opération 70 permet de créer un modèle de spectre composite Fc sous forme d'une combinaison linéaire de tous les modèles de spectres de lithologie. FK de la bibliothèque. La deuxième étape, qui correspond à l'opération 72, con- siste à déterminer les coefficients de la combinaison linéaire de manière à minimiser la distance entre le spectre normalisé F et le modèle de spectre composite Fc. Cette seconde méthode peut être utilisée avanta- geusement dans le cas o la bibliothèque contient un petit nombre de modèles de spectres de lithologie. Dans chacune des méthodes, la détermination de la lithologie fait intervenir la mesure d'une dis- tance entre le spectre normalisé F et un modèle de spectre, ou une combinaison linéaire de modèles de spectres, de la bibliothèque. Cette distance peut être mesurée de toutes manières connues, notamment par la méthode des moindres carrés ou par une régression. On a représenté sur la figure 7 un organi- gramme illustrant le traitement réalisé par le système de l'invention pour la détermination de la nature des minerais de la roche et de leur teneur. Cet organi- gramme comprend un ensemble d'opérations représentées par des rectangles et un ensemble d'interrogations représentées par des losanges disposés entre une dé- claration de début 74 et une déclaration de fin 104. La première opération de ce traitement est l'opération 76 de détermination de la lithologie F1. Cette lithologie peut être déterminée selon l'inven- tion au moyen du traitement représenté par l'organi- gramme de la figure 6, ou peut être connue a priori. Pour que le spectre enregistré au cours de la mesure corresponde uniquement à la roche mère, il faut placer la sonde à l'endroit o la teneur en mine- rai est la plus faible. En pratique, la mesure d'un modèle de spectre de Lithologie conduit donc à relever le spectre d'une roche en plusieurs points d'un forage de manière à détecter, par comparaison entre ces spec- tres, la présence de minerais et à ne conserver que le spectre mesuré correspondant à la teneur en minerai la plus faible. L'interrogation 78 permet de distinguer le cas o le minerai est connu et le cas o it est incon- nu. Dans le premier cas, le processeur considère, par les opérations 80 et 84, le modèle de spectre du mine- rai connu Fm et le modèle de spectre de Lithologie FL,. Dans le second cas, le processeur prend le premier modèle de spectre de minerai (opération 82) et le mo- dèle de spectre de lithotogie. Un modèle de spectre composite F est créé par combinaison Linéaire du modèle de spectre de Li- thologie FL et du modèle de spectre de minerai Fm (opération 86). Les opérations 88 et 90 consistent ensuite à déterminer le couple des coefficients de La combinaison linéaire minimisant La distance úm entre le spectre enregistré normalisé F et le modèle de spectre composite Fc, puis à mémoriser ladite distance et Les coefficients associés. Deux cas se présentent alors seLon que le minerai est connu ou inconnu (interrogation 92). Si le minerai n'est pas connu, les opérations 84, 86, 88 et sont répétées pour chaque modèle de spectre de mi- nerai de la bibliothèque. Ceci est réalisé par l'in- terrogation 94 qui compare l'indice m au nombre M de modèles de spectres de minerais de la bibliothèque et par l'opération 96 qui incrémente l'indice m. Lorsque tous les modèles de spectres de minerais ont été pris en compte, on détermine, par l'opération 98, le modèle de spectre composite Fc le plus proche du spectre en- registré normalisé, ce qui définit la nature du mine- rai. La teneur de ce minerai peut ensuite être déterminée, sans mesure supplémentaire, à partir des coefficients de l'expression du modèle de spectre composite F en fonction du modèle de spectre de li- c thologie F1 et du modèle de spectre de minerai Fm. Dans l'opération 86, on crée un modèle de spectre composite par combinaison Linéaire de la li- thologie connue et d'un minerai, connu ou inconnu. On pourrait également utiliser un modèle de spectre com- posite de la forme Fc=a.Fl+_bm.Fm, comme dans l'opé- ration 70 du traitement pour la détermination de la lithologie représenté sur la figure 6. Une telle dé- marche est en pratique rarement intéressante car les minerais ayant des caractéristiques chimiques diffé- rentes et étant créés dans des conditions géologiques différentes ne coexistent généralement pas dans une même roche. Il est donc plus naturel de créer un modèle de spectre composite Fc comportant un unique modèle de spectre de minerai Fm. Il existe toutefois certains cas particuliers o plusieurs minerais peu- vent coexister simultanément; c'est le cas notamment du zinc et du plomb. Dans ce cas, la fonction composi- te Fc peut être une combinaison linéaire du modèle de lithologie FL, du modèle du zinc FZn et du modèle du plomb FPb Par ailleurs, la détermination des minerais supposant la connaissance de la lithologie, celle-ci peut être incluse dans le spectre de référence. Dans ce cas, le modèle de spectre composite Fc est simple- ment égal au modèle de spectre du minerai Fm. La te- nreur en minerai est alors déterminée par la distance entre le spectre enregistré normalisé F et le modèle de spectre F m' Une autre méthode peut être utiLisée pour déterminer La teneur de L'uranium dans-Le cas o Le spectre de référence incLut La LithoLogie. Dans ce cas, Le processeur détermine par division La "distan- ce" entre Le spectre mesuré S et Le spectre de réfé- rence Sr, exprimés tous deux en écheLLe d'ampLitude Linéaire. Si Les deux spectres sont identiques, Le résuLtat est constant et égaL à 1; La dérivée du rap- port S/Sr est une mesure de La distance entre Les deux spectres. IL a été constaté expérimentaLement, que La teneur en uranium est une fonction simple du maximum de La dérivée de La fonction S/S r. Les figures 6 et 7 iLLustrent La détermina- tion, par Le système de L'invention, de La LithoLogie, de La nature des minerais et de Leur teneur dans une roche. D'autres paramètres géoLogiques peuvent égaLe- ment être déterminés à partir du spectre enregistré, notamment La densité et la porosité de la roche. La mesure de la densité d'une roche est réa- Lisée classiquement à partir d'une diagraphie gamma- gamma. La densité est liée au nombre de photons gamma enregistrés par Le détecteur et à la Lithologie. La diagraphie gamma-gamma étant traitée, au moyen du sys- tème de L'invention, pour déterminer La lithologie, la densité peut être déduite sans mesure supplémentaire à l'aide d'abaques connues. De même, la porosité peut être déterminée à partir du spectre enregistré. Cette porosité est Liée à la Lithologie et à la densité. Ces deux derniers paramètres étant déterminés, La porosité peut être calcuLée de manière connue. REVENDICATIONS 1. Système de diagraphie gamma spectromé- trique pour la détermination des paramètres géologi- ques d'une roche comprenant une sonde (2), introduite dans un trou de forage (4) pratiqué dans un terrain et délivrant un signal électrique d'impulsions corres- pondant à l'émission gamma de la roche, un moyen de transmission (6) pour véhiculer ledit signal d'impul- sions hors du trou de forage, un moyen (8) pour pro- duire un spectre énergétique dudit signal d'impulsions et un moyen de traitement (10), ledit système étant caractérisé en ce que le moyen de traitement com- prend: - un moyen de normalisation (12) du spectre énergéti- que reçu au moyen d'un spectre énergétique de réfé- rence incluant au moins le phénomène de diffusion Compton, - une bibliothèque (18) de modèles de spectres énergé- tiques de matériaux, lesdits spectres étant normali- sés au moyen du spectre énergétique de référence, - un processeur (14) et des moyens de mémorisation (16), ledit processeur étant apte à: - mémoriser le spectre énergétique reçu nor- malisé, - comparer ce spectre à au moins un modèle de spectre énergétique de matériaux. 2. Système selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le moyen (8) recevant le signal d'im- pulsions du moyen de transmission (6) délivre un spectre énergétique en échelle d'amplitude logarith- mique, le moyen de normalisation (12) réalisant une soustraction entre ledit spectre et un spectre de ré- férence dont l'échelle d'amplitude est logarithmique, les modèles de spectres étant également en échelle d'amplitude logarithmique et en ce que ledit proces- seur est apte à déterminer La combinaison Linéaire des modèles de spectres produisant Le spectre le plus proche dudit spectre énergétique mesuré normalisé. 3. Système selon l'une quelconque des reven- dications 1 et 2, caractérisé en ce que La bibLiothè- que (18) comporte un ensemble de modèLes de spectres énergétiques de Lithologie, le processeur déterminant La LithoLocie de la roche. 4. Système selon la revendication 3, carac- térisé en ce que pour déterminer La lithologie, le processeur est apte à comparer successivement le spec- tre enregistré normalisé à chaque modèle de spectre de Lithologie, à définir une distance entre Ledit spectre enregistré normalisé et chaque modèLe de spectre de lithoLogie, La Lithologie de la roche étant ceLLtte dont Le modèle de spectre est Le plus proche, en terme de distance, du spectre enregistré normalisé. 5. Système selon L'une quelconque des reven- dications 3 et 4, caractérisé en ce que La bibliothè- que (18) comporte en outre un ensemble de modèLes de spectres énergétiques de minerais, Le processeur étant apte, après avoir déterminé La Lithologie, à détermi- ner La nature des minerais de la roche en recherchant la combinaison linéaire du spectre de LithoLogie et d'au moins un spectre de L'ensembLe des modèles de spectres de minerais La plus proche du spectre enre- gistré normalisé. 6. Système selon L'une quelconque des revendications 1 et 2 pour La détermination des para- mètres géologiques d'un terrain dont La lithoLogie est connue, caractérisé en ce que la bibliothèque (18) comporte un ensemble de spectres énergétiques de mine- rais, le processeur étant apte à déterminer la nature des minerais de La roche en recherchant La combinaison Linéaire du spectre de LithoLogie et d'au moins un spectre de L'ensembLe des modèles de spectres de mine- rais La plus proche du spectre enregistré normalisé. 7. Système seLon L'une quelconque des-reven- dications 5 et 6, caractérisé en ce que pour détermi- ner la nature des minerais de la roche, Le processeur est apte à comparer le spectre enregistré normalisé à une combinaison Linéaire entre le spectre de litholo- gie et un spectre de minerai, à mesurer une distance entre Ledit spectre enregistré normalisé et Ladite combinaison Linéaire, à répéter Ladite comparaison et Ladite mesure pour chaque spectre de minerai, b déter- miner la plus courte distance, la roche contenant Le minerai correspondant à Ladite plus courte distance. 8. Système seLon L'une queLconque des reven- dications 1 et 2, caractérisé en ce que le spectre de référence inclut le spectre de la lithologie, La bi- bliothèque ne comportant alors qu'un ensemble de spec- tres de minerais. 9. Système selon la revendication 2 et l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que Le processeur est apte à déterminer la teneur des minerais en fonction du coefficient multiplicatif d'au moins un spectre de minerai. 10. Système selon la revendication 1, pour la détermination de la teneur d'un minerai connu dans un terrain de Lithologie connue, caractérisé en ce que le spectre de référence inclut le spectre de la litho- logie et en ce que le processeur est apte à déterminer la teneur du minerai par-le maximum de la dérivée du spectre normalisé reçu.