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autres gaz, ce qui nécessite un pompage continuel, d'ailleurs nécessaire dans tous les appareils démontables. Mais ici ces vapeurs sont particulièrement dangereuses pour la photocathode qu'elles peuvent détériorer irrémédiablement avant la prise de vue. Il faut donc placer un piège dans le magasin lui-même, ou tout au moins ouvert largement sur celui-ci. Pour ce piège S, Lallemand utilise de la silice anhydre plongée dans l'air liquide ; cette substance, très avide d'eau, a une tension de vapeur suffisamment faible pour l'obtention du vide élevé nécessaire ici (10-6 à 10-7 mm de mercure). Lallemand n'a pu essayer qu'un nombre restreint d'émulsions
de mercure). Lallemand n'a pu essayer qu'un nombre restreint d'émulsions relativement aux auteurs allemands qui les ont étudiés en vue du microscope électronique. Il a cherché à comparer leur sensibilité, pour utiliser au mieux l'action photographique des électrons. Mais le rechargement de son appareil l'obligeant à faire une rentrée d'air qui détruisait la couche photo-électrique, il était donc obligé de la refaire avant chaque série de prises de vue. On ne peut donc pas être sûr ainsi que toutes les photo-cathodes aient exactement le même rendement, ce qui rend plus délicat les comparaisons de deux séries de mesures. Il a
délicat les comparaisons de deux séries de mesures. Il a noté cependant que les plaques positives extra-rapides Agfa étaient de beaucoup les plus sensibles. Mais nous avons vu que sur toutes ces questions de rendement les travaux de divers auteurs sont assez incohérents, et cela d'autant plus que les plaques les plus sensibles à la lumière n'ont pas la même constitution que les plus sensibles aux électrons. Les premières sont à couches épaisses et à gros grains alors que les secondes sont à grains relativement fins et à couches minces (leur sensibilité à la lumière serait 10 à 100 fois
(leur sensibilité à la lumière serait 10 à 100 fois plus faible que les précédentes) de façon à ne pas déplacer leur maximum de sensibilité vers des tensions trop élevées. Cependant il semble que Von Borris ait trouvé certains des facteurs dont dépend la sensibilité des plaques pour les électrons, dans ses travaux les plus récents, Résultats expérimentaux. — En fait il a obtenu sur plaques positives extra-rapides Agfa au moyen de son appareil des images plus intenses que sur plaques Lumière ultrarapides exposées directement au foyer du même objectif pendant une exposition cinq fois plus longue (fig. 13). Ces
pendant une exposition cinq fois plus longue (fig. 13). Ces résultats seraient à corriger en faveur de l'image électronique car un grand nombre de facteurs intervenaient pour en diminuer l'intensité (mauvaise focalisation, traversée d'un verre assez absorbant par la lumière avant d'atteindre la photo-cathode...). On peut donc estimer que dans l'état actuel de son appareil, de simples perfectionnements de détails permettraient certainement des poses dix fois plus courtes. 4° Conclusion. I. Avantages des télescopes électroniques sur les cellules photo-électriques pour l'enregistrement de flux lumineux très faibles. — Avantages dus à la localisation. — Lorsqu'on est conduit à amplifier considérablement un
la localisation. — Lorsqu'on est conduit à amplifier considérablement un courant photo-électrique comme nous l'avons vu plus haut, le très petit nombre de photo-électrons se trouve rapidement noyé au milieu de tous les électrons parasites dus au courant d'obscurité de la cellule, aux émissions froides et aux fluctuations d'agitation thermique dans les lampes amplificatrices ; autrement dit le rapport signal /parasite devient très vite si petit lorsque le flux lumineux est très faible, qu'on ne parvient plus à distinguer le signal. Dans le télescope électronique, au contraire, lorsqu'on photographie des étoiles, le fait de focaliser les photo-électrons et de répartir
étoiles, le fait de focaliser les photo-électrons et de répartir les électrons parasites sur un champ d'autant plus grand que le grossissement est plus fort, permet de distinguer ces photoélectrons même avec un rapport signal /parasite extrêmement petit (effet analogue à la clarté relative des lunettes dans le cas des étoiles, qui croît comme G2). De plus les causes d'électrons parasités sont fortement diminuées puisqu'il n'intervient aucun amplificateur à lampes. b) Avantages dus à l'utilisation des plaques photographiques. — La mesure d'un courant photo-électrique est une mesure d'un effet quasi instantané comme une mesure photo-métrique visuelle alors que la plaque
instantané comme une mesure photo-métrique visuelle alors que la plaque permet d'accumuler les effets des électrons comme ceux de la lumière. En outre, puisqu'elles ne possèdent pas de seuil d'éclairement pour les électrons, elles permettent d'intégrer ces effets sur des temps très longs si l'optique est stable. Enfin leur seuil n'étant pas nul, il est possible de mettre en évidence des différences entre éclairements extrêmement faibles. II. Que peut-on attendre du télescope électronique. Domaine d'application. — a) Progrès à réaliser dans la construction de l'appareil. — Le télescope Lallemand, bien que représentant le premier pas vers la solution cherchée, ne
que représentant le premier pas vers la solution cherchée, ne doit pas être considéré comme la limite du progrès que l'on puisse réaliser dans cette voie. Il est par rapport à ce qu'on pourra faire un jour, ce qu'étaient les premières loupes électroniques de Knoll et Ruska par rapport aux hypermicroscopes actuels. D'abord il sera nécessaire de construire un appareil entièrement métallique qui seul peut assurer la précision nécessaire pour une bonne optique électronique. Peut-être pourra-t-on réaliser un jour des télescopes à optique purement électrostatique, de grande ouverture, convenablement corrigée et rendant négligeable l'aberration chromatique, ce qui permettra l'emploi des
et rendant négligeable l'aberration chromatique, ce qui permettra l'emploi des multiplicateurs d'électrons, ou bien une optique magnétique à aimants permanents avec des tensions suffisamment bien stabilisées pour des durées de plusieurs heures. Il faudra pouvoir isoler la photo-cathode sous vide au moyen d'une écluse ou rodage quelconque de manière à pouvoir recharger le magasin sans la détériorer par une rentrée d'air. b) Progrès à réaliser dans l'utilisation des plaques sensibles. — Au lieu d'étudier l'ensemble photo-cathode surface sensible en se basant sur des études de rendements plus ou moins douteuses, il sera nécessaire de faire des mesures photométriques à l'aide
il sera nécessaire de faire des mesures photométriques à l'aide de plaques préalablement étalonnées au moyen d'un faisceau d'électrons d'intensité connue. Ceci permettra de connaître le rendement exact des photo-cathodes dans les conditions d'utilisation et peut-être de l'améliorer sensiblement. Enfin l'étude approfondie de l'action photographique des électrons permettra certainement d'utiliser les plaques dans de meilleures conditions et de fabriquer des émulsions dont la sensibilité aux électrons pourra être considérablement accrue. c) Possibilités. — Ainsi on peut espérer sans paraître trop optimiste qu'il sera possible de réaliser un gain de sensibilité d'au moins 100 fois ce qui permettra d'obtenir avec une
d'au moins 100 fois ce qui permettra d'obtenir avec une lunette de 50 cm d'ouverture, les mêmes résultats (quant à la clarté) qu'avec le télescope de 5 m du mont Palomar. d) Domaine d'application. — Cette technique rendra en outre certainement de très grands services à la spectroscopie, notamment pour l'étude des spectres moléculaires Raman et même dans le proche infra-rouge en raison de la sensibilité de la photo-cathode aux grandes longueurs d'ondes jusqu'à 12 000 A (et même 17 000 Å avec de nouvelles couches complexes), ou encore pour l'étude de satellites très faibles ou des ailes de raies
l'étude de satellites très faibles ou des ailes de raies loin du centre. Citons encore l'étude du ciel nocturne qui a peut-être beaucoup à attendre de ce nouveau mode de photographie. PIERRE SELME, Laboratoire de Chimie physique de la Faculté des Sciences de Paris. BIBLIOGRAPHIE Pouvoir séparateur : (38) DANJON, COUDER, Loupes et télescopes, p. 70 (Ed. Revue d'Optique). (39) P. SELME, L'Astronomie 54 (1940) 252. Convertisseur d'images : (40) BUSCH BRUCHÉ, Loc. cit., p. 102. (41) MALATESTA, R. G. E. 46 (1939) 451. (42) HOLST DE BOER, Physica 1 (1934) 297. (43) SCHAFFERNICHT, Zeit. fur Techn. Phys. 17 (1936)
(1934) 297. (43) SCHAFFERNICHT, Zeit. fur Techn. Phys. 17 (1936) 596. 44) COETERIES, TÉVES, Physica 3 (1936) 230-235; 4 (1937) 33-40. 45) ZWORYKIN, The I. of Institution of Elect. Engineers 79 (1936) 11. 46) VON ARDENNE, The wireless engineers 13 (1936) 483-485. Télescopes électroniques: 47) HENROTEAU, J. of Union Roy. Astr. Soc. of Canada 28 (1934) 59. 48) A. ^ALLEMAND, C. R. 203 (1936) 243 et 990. L'Astronomie 51 (1937) 300-304. DONNÉES NUMÉRIQUES I. — CONSTANTES UNIVERSELLES D'APRÈS STIEL [Zeit. f. Phys. 121 (1943) 133]. Neutron Mn = 1,6710 10-24 gr Proton Mp = 1,6725 10-24 gr Vitesse de la
gr Proton Mp = 1,6725 10-24 gr Vitesse de la lumière : C = 2,99777 10-10 CGS Constante de Planck h = 6,620 10-27 CGS Rayon de l'électron a = 1,87 10-13 cm Rayon de l'atome d'hydrogène : a" = 0,53 10-8 cm II. — DONNÉES NUMÉRIQUES RELATIVES AUX PARTICULES ÉLÉMENTAIRES 1 électron volt = 1,6022 10-12 erg = 12 400 Å Vitesses d'électrons: 1 volt = 593 km/sec. 10 Kv = 58,600 km/sec; 100 KV = 164.000 km/sec. Ondes associées aux électrons : 150 v = 1 Å 15,000 v = 0,1 Å, 150,000 v = 0,03 Å. Longueurs
v = 0,1 Å, 150,000 v = 0,03 Å. Longueurs d'ondes des rayons X : Tensions d'excitation : 150 v = 15,000 v = 0,1 Å, 150,000 v = 0,03 Å III. — SEUILS ET BARRIÈRES DE POTENTIEL Cs 6,600 Å 1,87 v Li 5,400 2,28 Na 5,000 2,47 Zn 3,720 3,32 Fe 2,620 4,72 Au 2,560 4,82 Pt 1,962 6,30 Erratum. — Dans l'Astronomie de septembre-décembre 1944, p. 153, les renvois 1 et 2 (lignes 4 et 5) se rapportent aux notes suivantes (1) EGGERT (37) pour Isochrom Rollfilm Agfa; (2) VON BORRIES (34) Pour Perutz Persenso. LA GÉOPHYSIQUE
Agfa; (2) VON BORRIES (34) Pour Perutz Persenso. LA GÉOPHYSIQUE APPLIQUÉE (suite et fin) J'en arrive maintenant aux méthodes électriques, que j'ai gardées pour la fin, non qu'elles soient plus importantes que les autres, mais parce qu'elles sont plus variées, qu'elles viennent de subir de très récents perfectionnements, et aussi qu'elles sont la spécialité française : elles dérivent, presque toutes entières, des travaux de Conrad Schlumberger, Ingénieur en Chef des Mines mort en 1936, de son frère Marcel et de leur école : ces travaux ont commencé en 1912. Ces méthodes sont si variées que, pour les faire bien comprendre,
méthodes sont si variées que, pour les faire bien comprendre, il me faudrait beaucoup plus de temps qu'il ne m'en reste. Je me limiterai à l'essentiel. Si, par une électrode A on envoie du courant dans un sous-sol supposé homogène jusqu'à très grande profondeur, il est bien évident que la répartition de ce courant I va posséder la symétrie sphérique. À une distance r de A, il sera réparti également sur une hémisphère de surface 4πr2; sa densité sera donc 4πr2 et le champ électrique correspondant sera 4π, en appelant p la résistivité spécifique du sous-sol, c'est-à-dire la résistance qu'un
p la résistivité spécifique du sous-sol, c'est-à-dire la résistance qu'un cube unitaire de terrain offre à un courant circulant parallèlement à un de ses côtés. Si on tient compte non seulement de A, mais de l'électrode de retour B, le champ résultant sera aisé à construire puisqu'il sera la somme géométrique des champs qui seraient dus séparément à A seul émettant I et à B seul émettant -I, Au milieu de AB, en particulier, il sera 4π, si AB = 2r. Si le sous-sol, au lieu d'être homogène, est hétérogène, le champ électrique de surface n'aura évidemment plus la forme
le champ électrique de surface n'aura évidemment plus la forme simple qui vient d'être définie : il aura subi des déformations qui sont fonction des irrégularités du sous-sol. On doit s'attendre à ce que ces déformations soient grandes, car l'échelle de résistivités des divers terrains naturels est extrêmement étendue. Mettant à part certains minerais, qui présentent la conductibilité métallique, et sont par suite extrêmement peu résistants, on constate que les résistivités des terrains s'échelonnent entre quelques fractions d'ohm /mètre pour des marnes et des sables très salés (l'eau de mer est à 0,2) à quelques ohms /m. pour la plupart
est à 0,2) à quelques ohms /m. pour la plupart des marnes récentes d'origine marine ou les sables à eau salée, quelques dizaines d'ohms /m. pour les calcaires récents ou les marnes anciennes, quelques centaines d'ohms /m. pour les roches sédimentaires assez compactes, et les sables pétrolifères ou à eau douce, quelques milliers pour les roches très compactes (calcaires, quartzites, sels, roches cristallines) et les sables gazéifères. Les roches sont essentiellement conductrices en effet par l'eau plus ou moins salée qu'elles contiennent dans leurs pores. La difficulté principale dans les méthodes électriques, c'est de bien voir, de bien comprendre dans
méthodes électriques, c'est de bien voir, de bien comprendre dans quelle mesure le champ réel diffère du champ théorique. On a créé, dans ce but, la notion de résistivité apparente pa : Si e est le champ électrique mesuré au milieu de AB, p0 est défini par e = ~ : c'est donc la résistivité que devrait avoir un terrain homogène pour que le courant I, circulant entre A et B, crée au point de mesure un champ justement égal à celui qu'on mesure réellement, Un simple exemple va faire comprendre l'utilité d'une telle notion. Supposons que le terrain réel
comprendre l'utilité d'une telle notion. Supposons que le terrain réel soit constitué par une couche superficielle de résistivité pt et d'épaisseur h, reposant sur un autre terrain très épais de résistivité p2. Il est à peu près évident que, si h est petit par rapport à AB (fig. 14) l'essentiel du courant entre A et B circule dans le premier terrain, tout se passe à peu près comme s'il existait seul et pa est voisin de pt. Si au contraire AB est grand par rapport à h, presque tout le courant circule dans le deuxième terrain et pa est voisin
courant circule dans le deuxième terrain et pa est voisin de p2. Le diagramme des diverses valeurs de pa quand AB fait croître s'appelle un sondage électrique. Il peut être calculé à priori, et la comparaison de la courbe expérimentale avec les courbes calculées permet de fixer, avec une plus ou moins grande approximation, la suite des terrains horizontaux qui s'échelonnent à profondeur et leurs épaisseurs. On peut aussi exprimer ce qui précède en disant que pour une longueur AB donnée, la résistivité apparente mesurée représente une sorte de moyenne des résistivités vraies des terrains depuis la surface jusqu'à une
des résistivités vraies des terrains depuis la surface jusqu'à une certaine profondeur qu'on appelle « profondeur d'investigation » du dispositif et qui est de l'ordre de —. Si la composition moyenne de ces terrains est la même en tous points, la résistivité apparente qu'on mesure en chaque point, en déplaçant AB à la surface du sol sera la même partout. Mais si cette composition varie, la résistivité vraie va varier, et sa carte, que l'on appelle carte des résistivités, va se lire comme une sorte de carte géologique. Les résultats de la carte des résistivités apparentes sont spécialement simples à
de la carte des résistivités apparentes sont spécialement simples à interpréter, et se lisent réellement comme une carte géologique lorsqu'on a affaire à un terrain peu épais recouvrant en discordance un substratum plissé : en mesurant par avec une longueur de ligne suffisante, on peut obtenir sensiblement en chaque point la résistivité vraie du substratum, et par suite en dessiner les bandes alternativement conductrices et résistantes qui correspondent aux affleurements, sous le recouvrement, des divers terrains plissés. Un exemple classique est celui de la reconnaissance des terrains ferrifères de Normandie. Les couches de minerai de fer sont incluses dans les
Les couches de minerai de fer sont incluses dans les schistes à calymènes, assez conducteurs ; ces derniers sont intercalés entre les grès de May et les grès armoricains, les uns et les autres très résistants. Le tout est recouvert d'un terrain horizontal qui masque le substratum. Une carte faite en 1930-1931, a montré la structure profonde du bassin et précisé les principales failles et le passage approximatif des couches de minerai de fer. Un travail analogue est en cours en Bretagne depuis 1942. Il y aurait encore beaucoup à dire sur les mesures de résistivité apparente. J'insisterai seulement sur
dire sur les mesures de résistivité apparente. J'insisterai seulement sur une de leurs applications, assez inattendue, et qui a conduit, on peut le dire hardiment, à révolutionner l'industrie de la production du pétrole. C'est ce qu'on appelle le carottage électrique. Une des notions qui étonnent le plus les non initiés, en matière de forage profond c'est que, bien souvent, le plus difficile n'est pas de faire le trou, mais bien de savoir ce que le trou a traversé. Or, c'est là, vous l'avouerez, l'essentiel : on ne s'amuse pas à faire un trou de plusieurs milliers de mètres pour le
faire un trou de plusieurs milliers de mètres pour le plaisir, mais bien pour connaître la succession des couches, et surtout pour savoir si on rencontrera le minerai, le charbon le pétrole que l'on cherche. Ce n'est plus guère que dans les romans, ou dans des cas très exceptionnels, que se produisent les éruptions spectaculaires ; une telle éruption est en réalité une catastrophe, qui se double la plupart du temps d'un incendie qu'un forage bien conduit doit à tout prix éviter. Mais la contrepartie, c'est qu'il est arrivé souvent, et même aux foreurs les plus exercés, de traverser des
et même aux foreurs les plus exercés, de traverser des couches d'huile considérables sans s'en apercevoir. Quant au charbon, c'est monnaie courante. On s'efforce bien de prendre des échantillons, des carottes, comme on les appelle, mais l'expérience montre qu'il est rare qu'on puisse en remonter beaucoup plus de la moitié, et naturellement, ce qui manque, ce sont les terrains fragiles : charbons, sables pétrolifères, etc. Ce n'est qu'en 1928 que les frères SCHLUMBERGER se sont avisés de cette situation et ont pensé qu'il pourrait être intéressant d'explorer, une fois le trou fait, toute sa paroi avec un dispositif électrique et
trou fait, toute sa paroi avec un dispositif électrique et d'en mesurer la résistivité apparente ce devait être d'autant plus aisé qu'il n'y avait pas là de recouvrement à traverser : les terrains affleurent dans le trou, et un dispositif très court — quelques décimètres devait suffire à fournir une résistivité apparente très précise et très locale. On devait pouvoir ainsi compléter les renseignements donnés par les carottes, mettre en place exactement la succession des marnes, des sables, des calcaires indiqués par elles d'une façon toujours un peu confuse. Bien mieux, on devait pouvoir distinguer, par leur résistivité, les sables
mieux, on devait pouvoir distinguer, par leur résistivité, les sables pétrolifères des sables à eau salée les premiers devaient être résistants, les segundos conducteurs. Quant à l'exécution même des mesures, rien de plus simple : On amène le courant dans le trou, B reste pratiquement à l'infini ; le champ électrique est mesuré à la distance v de A, par la différence de potentiel qu'il détermine entre deux électrodes de mesure M et N : V = e x MN. Quant à la résistivité apparente, elle résulte ici de la formule e — 4nr r2 L'ensemble des électrodes A, M
formule e — 4nr r2 L'ensemble des électrodes A, M et N forme un système de dimensions fixe qui est mû en bloc tout le long du sondage : il est attaché à l'extrémité d'un câble à 3 conducteurs qui s'enroule sur un treuil. Dès les premiers essais, faits en 1929, on put se rendre compte de la finesse des résultats. Et, non seulement, le diagramme obtenu complète les renseignements donnés par le carottage mécanique, mais on s'aperçut bientôt qu'il pouvait le supplanter à peu près entièrement. Dans les séries pétrolifères, où les facies sont assez monotones et difficiles souvent
pétrolifères, où les facies sont assez monotones et difficiles souvent à distinguer à l'œil, il met en évidence des repères électriques qui se retrouvent d'un sondage à l'autre et qui permettent des corrélations parfaites. Pourtant, la résistivité ne suffit pas à elle seule, pour caractériser un terrain on pourrait confondre, par exemple, un calcaire et un sable pétrolifère, tous deux résistants, ou bien une marne et un sable aquifère, tous deux conducteurs. Mais il se présente dans les sondages un phénomène inattendu qui est venu compléter très heureusement la mesure de la résistivité. C'est le phénomène de polarisation spontanée. On
de la résistivité. C'est le phénomène de polarisation spontanée. On a reconnu, en effet, qu'en l'absence de tout envoi de courant, il existe des différences de potentiel spontanées à l'intérieur des sondages remplis d'eau, et que cette P.S. comme on dit, résiste presque exclusivement en face des couches perméables. L'essentiel de ce phénomène est dû à la lente filtration de l'eau du sondage vers la couche : c'est l'électrofiltration, connue au laboratoire depuis longtemps. Les potentiels peuvent atteindre et dépasser 1 volt. Cette P. S., mesurée à part, fournit un deuxième diagramme qui complète admirablement le premier. Grâce à leur
deuxième diagramme qui complète admirablement le premier. Grâce à leur ensemble, on peut distinguer très aisément les couches imperméables conductrices (marnes), imperméables résistantes (calcaires, grès cimentés), perméables conductrices (sables à eau salée), perméables résistantes (sables pétrolifères) dont l'ensemble forme l'essentiel des terrains que rencontrent les sondages au pétrole. La figure 15 qui reproduit un exemple obtenu en 1933 aux États-Unis, bien que cette distinction en soit en évidence ; le sable pétrolifère qui y figure, de 4 390 pieds à 4 480 pieds, épais de 30 mètres, était passé parfaitement inaperçu au forage et a été découvert par le diagramme.
inaperçu au forage et a été découvert par le diagramme. Le carottage électrique, dont je viens seulement de vous donner le principe, complété par toute une série d'autres techniques qui en dérivent, est actuellement en usage absolu sur tous les chantiers pétrolifères du monde, il est obligatoire dans beaucoup de pays. L'étude complète et détaillée de mille mètres de trou ne demande pas plus d'une heure. La polarisation spontanée des sondages, que nous venons de rencontrer me donne l'occasion de revenir à la surface du sol, et de vous signaler qu'il y existe aussi des phénomènes analogues. J'ai omis de
qu'il y existe aussi des phénomènes analogues. J'ai omis de vous dire que, lorsqu'on fait des mesures de résistivité apparente, le champ électrique artificiel que l'on a créé se mesure, comme dans les sondages, par la différence de potentiel qu'il détermine entre deux électrodes de mesure M et N. Or, on a constaté depuis longtemps qu'avant même que le courant artificiel soit envoyé dans le sol, il existe entre M et N, une différence de potentiel spontanée. Cette dernière peut être due, pour partie, à la polarisation des électrodes au contact du sol : on se débarrasse de cette partie
contact du sol : on se débarrasse de cette partie en utilisant des électrodes impolarisables. Il reste cependant un résidu. Ce résidu, à son tour, peut être considéré comme formé de deux parties. L'une très faible en moyenne, lorsque M et N sont proches l'un de l'autre, présente dans le temps des variations rapides et irrégulières : on peut la négliger en première approximation et nous y reviendrons tout à l'heure. L'autre est stable dans le temps ou lentement variable : on s'en débarrasse, pour les mesures de résistivité apparente, en la compensant par un potentiomètre. Au lieu de la