CA2739630A1 - Systeme vehicule pour la prospection geophysique de type electromagnetique impulsionnel, procede de fabrication du systeme et methodes de detection correspondantes - Google Patents
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Abstract
Système véhiculé pour la prospection géophysique de type TDEM, comportant au moins un élément inducteur émetteur d'un champ magnétique primaire, induit pendant la période de mesure, et au moins un élément récepteur du champ magnétique secondaire émis en retour par le sol exposé audit champ primaire induit pendant ladite période de mesure, le système est caractérisé en ce que l'élément récepteur est peu sensible au champ primaire induit. Procédés de fabrication d'un tel système véhiculé et méthode de détection minière et/ou environnementale utilisant un tel système notamment en l'accrocher sous ou à l'avant ou au-dessus d'un véhicule, pour réaliser des mesures géophysiques performantes.
Description
SYSTEME VÉHICULÉ POUR LA PROSPECTION GÉOPHYSIQUE DE TYPE
ÉLECTROMAGNÉTIQUE IMPULSIONNEL, PROCÉDÉ DE FABRICATION DU
SYSTEME ET MÉTHODES DE DÉTECTION CORRESPONDANTES
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention est relative à un système véhiculé pour la prospection géophysique utilisant une méthode électromagnétique fonctionnant en mode impulsionnel.
La présente invention est également relative aux procédés de fabrication de ces systèmes véhiculés de type TDEM et à l'utilisation de ces systèmes dans le domaine de la prospection géophysique par voie aérienne, terrestre ou maritime.
La présente invention est également relative à une nouvelle méthode de détection minière et/ou environnementale utilisant au moins un système véhiculé de l'invention.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Les investigations géologiques et environnementales à grande échelle commencent généralement par des levés de prospection géophysique aéroportée. Dans le domaine de l'exploration minière, les méthodes magnétiques et électromagnétiques sont les plus communément utilisées. Les méthodes électromagnétiques aéroportées (AEM) sont historiquement très développées au Canada en raison de la forte résistivité du sol canadien et du fait que ce sol est ainsi facilement pénétrable par les champs électromagnétiques. Les méthodes AEM ont été
utilisées depuis 1948 et leur nombre a augmenté considérablement depuis les dernières décennies.
ÉLECTROMAGNÉTIQUE IMPULSIONNEL, PROCÉDÉ DE FABRICATION DU
SYSTEME ET MÉTHODES DE DÉTECTION CORRESPONDANTES
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention est relative à un système véhiculé pour la prospection géophysique utilisant une méthode électromagnétique fonctionnant en mode impulsionnel.
La présente invention est également relative aux procédés de fabrication de ces systèmes véhiculés de type TDEM et à l'utilisation de ces systèmes dans le domaine de la prospection géophysique par voie aérienne, terrestre ou maritime.
La présente invention est également relative à une nouvelle méthode de détection minière et/ou environnementale utilisant au moins un système véhiculé de l'invention.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Les investigations géologiques et environnementales à grande échelle commencent généralement par des levés de prospection géophysique aéroportée. Dans le domaine de l'exploration minière, les méthodes magnétiques et électromagnétiques sont les plus communément utilisées. Les méthodes électromagnétiques aéroportées (AEM) sont historiquement très développées au Canada en raison de la forte résistivité du sol canadien et du fait que ce sol est ainsi facilement pénétrable par les champs électromagnétiques. Les méthodes AEM ont été
utilisées depuis 1948 et leur nombre a augmenté considérablement depuis les dernières décennies.
2 Trois types de systèmes électromagnétiques ont été développés pendant cette période: les systèmes EM-VLF, les systèmes de type électromagnétique dans le Domaine des Fréquences (FDEM) et les systèmes de type électromagnétique dans le Domaine du Temps (TDEM).
Les levés EM-VLF utilisent les champs électromagnétiques émis par les émetteurs d'ondes radioélectriques militaires, dans un domaine de fréquences compris entre 20 et 25 kHz, comme source primaire. Chaque émetteur diffuse un dipôle vertical intense qui vient exciter les conducteurs perpendiculaires à la direction de propagation. Des courants sont ainsi générés, qui induisent des champs magnétiques secondaires, qui modifient le champ magnétique total mesuré.
Les méthodes EM-VLF fournissent une information limitée et sont habituellement utilisées conjointement avec d'autres types de méthodes de détection aéroportées.
Les levés FDEM utilisent comme source active un courant alternatif qui induit des courants de Foucault dans tous les conducteurs présents dans le sol. Les champs EM
secondaires générés par ces courants sont plus faibles de plusieurs ordres de grandeur, que ceux du champ primaire qui leur a donné naissance. Ils sont pour cette raison difficiles à extraire du champ EM total mesuré.
Cette difficulté à séparer les champs primaires et secondaires est la principale raison du succès des levés TDEM qui mesurent la réponse du sol une fois l'émission annulée.
L'émetteur génère un fort courant qui est brusquement interrompu et les courants de Foucault génèrent à leur tour un champ magnétique secondaire qui est enregistré pendant l'absence du champ primaire. La période on-time , durant l'impulsion, est immédiatement suivie par une période off-time durant laquelle une série de `fenêtres' est enregistrée.
Les levés EM-VLF utilisent les champs électromagnétiques émis par les émetteurs d'ondes radioélectriques militaires, dans un domaine de fréquences compris entre 20 et 25 kHz, comme source primaire. Chaque émetteur diffuse un dipôle vertical intense qui vient exciter les conducteurs perpendiculaires à la direction de propagation. Des courants sont ainsi générés, qui induisent des champs magnétiques secondaires, qui modifient le champ magnétique total mesuré.
Les méthodes EM-VLF fournissent une information limitée et sont habituellement utilisées conjointement avec d'autres types de méthodes de détection aéroportées.
Les levés FDEM utilisent comme source active un courant alternatif qui induit des courants de Foucault dans tous les conducteurs présents dans le sol. Les champs EM
secondaires générés par ces courants sont plus faibles de plusieurs ordres de grandeur, que ceux du champ primaire qui leur a donné naissance. Ils sont pour cette raison difficiles à extraire du champ EM total mesuré.
Cette difficulté à séparer les champs primaires et secondaires est la principale raison du succès des levés TDEM qui mesurent la réponse du sol une fois l'émission annulée.
L'émetteur génère un fort courant qui est brusquement interrompu et les courants de Foucault génèrent à leur tour un champ magnétique secondaire qui est enregistré pendant l'absence du champ primaire. La période on-time , durant l'impulsion, est immédiatement suivie par une période off-time durant laquelle une série de `fenêtres' est enregistrée.
3 Les brevets et demandes de brevet suivantes traitent des méthodes TDEM et notamment de l'annulation du champ électromagnétique primaire :
La demande internationale de brevet portant le titre Bucking coil and B-field measurement system and apparatus for time domain electromagnetic measurements , publiée sous le numéro WO 2010/022515, décrit, selon un mode de réalisation illustratif, un système destiné aux levés TDEM, pour la mesure du champ magnétique B, comprenant : une bobine émettrice, une bobine de compensation positionnée dans une orientation sensiblement concentrique et coplanaire par rapport à la bobine émettrice; une bobine réceptrice positionnée dans une orientation sensiblement concentrique et coplanaire par rapport à la bobine de compensation; une source de courant électrique connectée à la bobine émettrice et à la bobine de compensation pour appliquer à celles-ci un courant périodique; et un système de collecte de données conçu pour recevoir un signal de dérivée du champ magnétique par rapport au temps dB/dt de la bobine réceptrice et intégrer ce signal de dérivée du champ magnétique par rapport au temps dB/dt pour produire une mesure du champ magnétique B. La bobine émettrice, la bobine de compensation et la bobine réceptrice étant positionnées l'une par rapport à l'autre de telle sorte que, à l'emplacement de la bobine réceptrice, le champ magnétique produit par la bobine de compensation ait un effet d'annulation du champ magnétique primaire produit par la bobine émettrice.
La demande américaine de brevet portant le numéro US 2003/0169045, intitulée method and apparatus for a rigidly joined together and floating bucking and receiver coil assembly for use in airborne electromagnetic survey systems , décrit un dispositif de réception électromagnétique compensé réduisant les bruits microphoniques et le bruit du champ primaire d'un système TDEM
en boucles coïncidentes tracté par un hélicoptère. Le dispositif inclut une enceinte d'isolation,
La demande internationale de brevet portant le titre Bucking coil and B-field measurement system and apparatus for time domain electromagnetic measurements , publiée sous le numéro WO 2010/022515, décrit, selon un mode de réalisation illustratif, un système destiné aux levés TDEM, pour la mesure du champ magnétique B, comprenant : une bobine émettrice, une bobine de compensation positionnée dans une orientation sensiblement concentrique et coplanaire par rapport à la bobine émettrice; une bobine réceptrice positionnée dans une orientation sensiblement concentrique et coplanaire par rapport à la bobine de compensation; une source de courant électrique connectée à la bobine émettrice et à la bobine de compensation pour appliquer à celles-ci un courant périodique; et un système de collecte de données conçu pour recevoir un signal de dérivée du champ magnétique par rapport au temps dB/dt de la bobine réceptrice et intégrer ce signal de dérivée du champ magnétique par rapport au temps dB/dt pour produire une mesure du champ magnétique B. La bobine émettrice, la bobine de compensation et la bobine réceptrice étant positionnées l'une par rapport à l'autre de telle sorte que, à l'emplacement de la bobine réceptrice, le champ magnétique produit par la bobine de compensation ait un effet d'annulation du champ magnétique primaire produit par la bobine émettrice.
La demande américaine de brevet portant le numéro US 2003/0169045, intitulée method and apparatus for a rigidly joined together and floating bucking and receiver coil assembly for use in airborne electromagnetic survey systems , décrit un dispositif de réception électromagnétique compensé réduisant les bruits microphoniques et le bruit du champ primaire d'un système TDEM
en boucles coïncidentes tracté par un hélicoptère. Le dispositif inclut une enceinte d'isolation,
4 une bobine de réception et une bobine de compensation assemblées rigidement ensemble par des éléments structuraux et un système de suspension permettant de suspendre les bobines émettrices et réceptrices, de façon flottante, par des cordes élastiques de type bungee ou un système similaire non métallique d'absorption des vibrations.
La demande de brevet américain, publiée sous le numéro US-7,646,201, décrit un système de prospection aéroporté permettant de réaliser des cartographies géophysiques.
Une boucle émettrice fermée est utilisée dans le système, conçu pour être tracté par un véhicule aéroporté.
La structure de la boucle émettrice comprend une multitude de segments de boucle interconnectées, et des moyens d'émission sont connectés à au moins un des segments de la boucle pour générer et transmettre un champ électromagnétique primaire adapté
à la réalisation des levés géophysiques. Des capteurs sont connectés aux segments de la boucle pour recevoir et mesurer la composante verticale du champ magnétique secondaire résultant de l'interaction du champ électromagnétique primaire avec les corps terrestres traversés par le champ primaire, pendant l'annulation de ce champ primaire. Des capteurs hélicoïdaux sont positionnés très proche de l'émetteur pour recevoir et détecter la composante horizontale du champ électromagnétique secondaire résultant, tout en annulant simultanément le champ électromagnétique primaire.
US-A-5,557,206 décrit un dispositif et une méthode pour générer une cavité
magnétique dans une région située aux abords du centre de deux bobinages électriques générant un champ magnétique concentrique. L'extérieur des deux bobines génère un champ magnétique primaire intense qui peut induire un champ magnétique secondaire relativement faible dans un matériau conducteur éloigné, tel qu'un dépôt minéral souterrain. L'intérieur des deux bobines génère un champ magnétique secondaire ayant une amplitude plus petite et une polarité inverse de celle du champ primaire. Les divers paramètres de l'appareil sont calculés de façon à ce que les 2 champs magnétiques polarisés et opposés se neutralisent mutuellement dans une région spécifiée à
l'intérieur des deux bobines à proximité du point de centrage, créant ainsi la cavité magnétique.
La demande de brevet américain, publiée sous le numéro US-7,646,201, décrit un système de prospection aéroporté permettant de réaliser des cartographies géophysiques.
Une boucle émettrice fermée est utilisée dans le système, conçu pour être tracté par un véhicule aéroporté.
La structure de la boucle émettrice comprend une multitude de segments de boucle interconnectées, et des moyens d'émission sont connectés à au moins un des segments de la boucle pour générer et transmettre un champ électromagnétique primaire adapté
à la réalisation des levés géophysiques. Des capteurs sont connectés aux segments de la boucle pour recevoir et mesurer la composante verticale du champ magnétique secondaire résultant de l'interaction du champ électromagnétique primaire avec les corps terrestres traversés par le champ primaire, pendant l'annulation de ce champ primaire. Des capteurs hélicoïdaux sont positionnés très proche de l'émetteur pour recevoir et détecter la composante horizontale du champ électromagnétique secondaire résultant, tout en annulant simultanément le champ électromagnétique primaire.
US-A-5,557,206 décrit un dispositif et une méthode pour générer une cavité
magnétique dans une région située aux abords du centre de deux bobinages électriques générant un champ magnétique concentrique. L'extérieur des deux bobines génère un champ magnétique primaire intense qui peut induire un champ magnétique secondaire relativement faible dans un matériau conducteur éloigné, tel qu'un dépôt minéral souterrain. L'intérieur des deux bobines génère un champ magnétique secondaire ayant une amplitude plus petite et une polarité inverse de celle du champ primaire. Les divers paramètres de l'appareil sont calculés de façon à ce que les 2 champs magnétiques polarisés et opposés se neutralisent mutuellement dans une région spécifiée à
l'intérieur des deux bobines à proximité du point de centrage, créant ainsi la cavité magnétique.
5 Un senseur magnétique peut alors être isolé à l'intérieur de la cavité
magnétique pour la détection des champs magnétiques faibles induits dans les matériaux conducteurs éloignés sans interférence avec les champs magnétiques primaires et secondaires proches.
Les systèmes Time Domain Electromagnetic (TDEM) comprennent au minimum les composantes suivantes : une source d'impulsion, un bobinage d'excitation ( transmitter coil ), un ou plusieurs bobinages de réception, un circuit d'amplification, un circuit de numérisation ( A/D converter ) et un micro-ordinateur pour le contrôle, le stockage et le traitement des données.
Le champ électromagnétique qui revient du sol est très faible en comparaison au champ d'excitation (plus de 1 million de fois plus faible). En général, les lectures sont donc prises un certain temps après la fin de l'impulsion (Off Time) (plus de 10 s) de sorte à attendre la désaturation de la chaine d'acquisition. Cela a pour effet de perdre une bonne quantité
d'informations électromagnétiques qui seraient reliées aux sols très conducteurs. Cette approche ne permet pas de réaliser des mesures pendant la durée de l'impulsion d'excitation (On time).
Il existait donc un besoin pour un système véhiculé pour la prospection géophysique utilisant une méthode électromagnétique fonctionnant en mode impulsionnel et dépourvu d'au moins un des désavantages des systèmes de l'art antérieur.
magnétique pour la détection des champs magnétiques faibles induits dans les matériaux conducteurs éloignés sans interférence avec les champs magnétiques primaires et secondaires proches.
Les systèmes Time Domain Electromagnetic (TDEM) comprennent au minimum les composantes suivantes : une source d'impulsion, un bobinage d'excitation ( transmitter coil ), un ou plusieurs bobinages de réception, un circuit d'amplification, un circuit de numérisation ( A/D converter ) et un micro-ordinateur pour le contrôle, le stockage et le traitement des données.
Le champ électromagnétique qui revient du sol est très faible en comparaison au champ d'excitation (plus de 1 million de fois plus faible). En général, les lectures sont donc prises un certain temps après la fin de l'impulsion (Off Time) (plus de 10 s) de sorte à attendre la désaturation de la chaine d'acquisition. Cela a pour effet de perdre une bonne quantité
d'informations électromagnétiques qui seraient reliées aux sols très conducteurs. Cette approche ne permet pas de réaliser des mesures pendant la durée de l'impulsion d'excitation (On time).
Il existait donc un besoin pour un système véhiculé pour la prospection géophysique utilisant une méthode électromagnétique fonctionnant en mode impulsionnel et dépourvu d'au moins un des désavantages des systèmes de l'art antérieur.
6 Plus particulièrement, il existait un besoin pour un système véhiculé pour la prospection géophysique utilisant une méthode électromagnétique et présentant au moins un des avantages suivants :
- une annulation du champ primaire;
- une forte sensibilité même lorsqu'on utilise de faibles courants ;
- une sensibilité absolue, plus élevée que celle des systèmes actuels, de sorte à pouvoir réduire de façon significative la puissance nécessaire à l'opération du système de mesure;
- une grande rigidité; et - une grande compacité permettant notamment l'utilisation à proximité d'un aéronef.
Il existait également un besoin pour un procédé de fabrication et/ou d'assemblage des systèmes véhiculés de l'invention et dépourvu d'au moins un des désavantages des systèmes de l'art antérieur et présentant au moins un des avantages suivants :
- une facilité de montage en usine; et - une facilité de montage et de démontage sur le site.
Il existait également un besoin pour une nouvelle méthode de détection minière utilisant au moins un système aéroporté de l'invention et dépourvu d'au moins un des inconvénients de l'art antérieur et présentant au moins un des avantages suivants.
- une facilité de mise en oeuvre ;
- une forte sensibilité; et - une rapidité de mise en oeuvre.
- une annulation du champ primaire;
- une forte sensibilité même lorsqu'on utilise de faibles courants ;
- une sensibilité absolue, plus élevée que celle des systèmes actuels, de sorte à pouvoir réduire de façon significative la puissance nécessaire à l'opération du système de mesure;
- une grande rigidité; et - une grande compacité permettant notamment l'utilisation à proximité d'un aéronef.
Il existait également un besoin pour un procédé de fabrication et/ou d'assemblage des systèmes véhiculés de l'invention et dépourvu d'au moins un des désavantages des systèmes de l'art antérieur et présentant au moins un des avantages suivants :
- une facilité de montage en usine; et - une facilité de montage et de démontage sur le site.
Il existait également un besoin pour une nouvelle méthode de détection minière utilisant au moins un système aéroporté de l'invention et dépourvu d'au moins un des inconvénients de l'art antérieur et présentant au moins un des avantages suivants.
- une facilité de mise en oeuvre ;
- une forte sensibilité; et - une rapidité de mise en oeuvre.
7 DÉFINITION GÉNÉRALE DE L'INVENTION
Définitions préliminaires :
Système : dans le sens le plus large de l'invention un système est un ensemble d'éléments physiques comprenant au moins un élément inducteur susceptible de générer un champ magnétique primaire lorsqu'il est excité par un courant d'excitation et au moins un élément récepteur susceptible de capter le champ magnétique secondaire générer en retour par le sol prospecté, ainsi qu'une structure porteuse dans laquelle sont positionnés au moins un élément inducteur et au moins un élément récepteur.
Section : dans le sens le plus large de l'invention il s'agit de modules constitutifs dudit système et comportant une structure porteuse et au moins une partie d'un élément inducteur et au moins un élément récepteur, ces modules sont interconnectables 2 par 2.
Il est ici question d'un système aéroporté pour la prospection géophysique. Ce système est basé
sur une approche électromagnétique fonctionnant dans le mode impulsionnel. Le système est composé d'une boucle émettrice et de plusieurs boucles réceptrices. L'ensemble de ces boucles peut être notamment accroché sous, devant ou sur les côtés d'un aéronef. La particularité de ce système est que les boucles réceptrices sont configurées de telles sortes qu'elles sont peu ou pas influencées par le champ primaire induit par la boucle d'émission. Il est alors possible de réaliser des mesures pendant la durée de l'impulsion (on time) sans utiliser de bucking coil en plus de pouvoir réaliser des mesures lorsque le courant d'induction et retourné à 0 ampère (off-time).
Définitions préliminaires :
Système : dans le sens le plus large de l'invention un système est un ensemble d'éléments physiques comprenant au moins un élément inducteur susceptible de générer un champ magnétique primaire lorsqu'il est excité par un courant d'excitation et au moins un élément récepteur susceptible de capter le champ magnétique secondaire générer en retour par le sol prospecté, ainsi qu'une structure porteuse dans laquelle sont positionnés au moins un élément inducteur et au moins un élément récepteur.
Section : dans le sens le plus large de l'invention il s'agit de modules constitutifs dudit système et comportant une structure porteuse et au moins une partie d'un élément inducteur et au moins un élément récepteur, ces modules sont interconnectables 2 par 2.
Il est ici question d'un système aéroporté pour la prospection géophysique. Ce système est basé
sur une approche électromagnétique fonctionnant dans le mode impulsionnel. Le système est composé d'une boucle émettrice et de plusieurs boucles réceptrices. L'ensemble de ces boucles peut être notamment accroché sous, devant ou sur les côtés d'un aéronef. La particularité de ce système est que les boucles réceptrices sont configurées de telles sortes qu'elles sont peu ou pas influencées par le champ primaire induit par la boucle d'émission. Il est alors possible de réaliser des mesures pendant la durée de l'impulsion (on time) sans utiliser de bucking coil en plus de pouvoir réaliser des mesures lorsque le courant d'induction et retourné à 0 ampère (off-time).
8 La configuration des boucles de réceptions est telle qu'elle facilite grandement le montage de l'ensemble des composants et qu'elle assure une très bonne rigidité entre la boucle d'émission et les boucles de réception. Cela a pour avantage de réduire le bruit induit par les déformations géométriques de l'ensemble de la sonde.
Le premier objet de la présente invention est constitué par les systèmes véhiculés, pour la prospection géophysique de type TDEM, qui comportent au moins un élément inducteur émetteur d'un champ magnétique primaire induit pendant la période de mesure et au moins un élément récepteur du champ magnétique secondaire émis en retour par le sol exposé
audit champ primaire induit pendant ladite période de mesure, les systèmes sont configurés de façon que l'élément récepteur soit peu sensible, de préférence quasi-insensible, plus préférentiellement encore insensible au dit champ primaire induit.
Avantageusement, dans ces systèmes l'élément récepteur de par le positionnement spatial de l'élément récepteur par rapport à l'élément inducteur est peu sensible, de préférence quasi-insensible, plus préférentiellement insensible au champ primaire induit.
Ces systèmes véhiculés ont avantageusement la capacité de neutraliser le champ primaire induit, ladite annulation étant réalisée par sommation des flux électromagnétiques entrant et sortant dans ledit système.
Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, l'annulation est réalisée par sommation des flux électromagnétique entrant et sortant de part et d'autre dudit au moins un élément inducteur.
Le premier objet de la présente invention est constitué par les systèmes véhiculés, pour la prospection géophysique de type TDEM, qui comportent au moins un élément inducteur émetteur d'un champ magnétique primaire induit pendant la période de mesure et au moins un élément récepteur du champ magnétique secondaire émis en retour par le sol exposé
audit champ primaire induit pendant ladite période de mesure, les systèmes sont configurés de façon que l'élément récepteur soit peu sensible, de préférence quasi-insensible, plus préférentiellement encore insensible au dit champ primaire induit.
Avantageusement, dans ces systèmes l'élément récepteur de par le positionnement spatial de l'élément récepteur par rapport à l'élément inducteur est peu sensible, de préférence quasi-insensible, plus préférentiellement insensible au champ primaire induit.
Ces systèmes véhiculés ont avantageusement la capacité de neutraliser le champ primaire induit, ladite annulation étant réalisée par sommation des flux électromagnétiques entrant et sortant dans ledit système.
Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, l'annulation est réalisée par sommation des flux électromagnétique entrant et sortant de part et d'autre dudit au moins un élément inducteur.
9 Avantageusement, ces systèmes véhiculés sont configurés de façon que l'annulation des flux entrant et sortant se fait au travers des surfaces dudit au moins un élément récepteur qui est positionné de part et d'autre dudit au moins un élément inducteur.
Une famille préférentielle de systèmes de l'invention est constituée par les systèmes véhiculés qui possèdent la capacité d'annuler au moins 90%, de préférence la capacité
d'annuler environ 100%
du champ primaire induit, et plus préférence la capacité d'annuler 100% du champ primaire induit.
Ces système véhiculés permettent de réaliser des mesures ( on time ) pendant la durée d'excitation dudit élément inducteur par un courant d'induction qui génère ledit champ primaire, en plus de pouvoir réaliser des mesures lorsque ledit courant d'induction est retourné à 0 ampère ( off-time ).
Les systèmes véhiculés de l'invention présentent e préférence au moins une des caractéristiques suivantes:
- une source d'impulsion d'un courant qui est par exemple de l'ordre de 800 ampères pour un champ induit de l'ordre de 90 000 A/m2, et qui alimente ledit au moins un élément inducteur ;
- un élément d'induction comprenant une boucle d'induction ( transmitter coil ) transformant l'impulsion de courant en un front d'onde électromagnétique du champ qui est de type transitoire, de préférence la durée dudit front d'onde électromagnétique étant programmable, avantageusement de quelques millisecondes à plus de 10 millisecondes;
- un élément récepteur comprenant une ou plusieurs boucles réceptrices captant le champ électromagnétique secondaire qui revient du sol à la suite de l'excitation du sol par le champ primaire induit;
- un circuit d'amplification des champs présents dans le système, notamment des champs 5 secondaires, ledit circuit d'amplification étant de préférence à très faible bruit et son gain variant avantageusement dynamiquement, de préférence de +6 à +40 dB par boucle de réception; et - un circuit de numérisation ( A/D converter ) qui convertit le signal en retour, induit au niveau des boucles de réception par le champ magnétique secondaire, en des données
Une famille préférentielle de systèmes de l'invention est constituée par les systèmes véhiculés qui possèdent la capacité d'annuler au moins 90%, de préférence la capacité
d'annuler environ 100%
du champ primaire induit, et plus préférence la capacité d'annuler 100% du champ primaire induit.
Ces système véhiculés permettent de réaliser des mesures ( on time ) pendant la durée d'excitation dudit élément inducteur par un courant d'induction qui génère ledit champ primaire, en plus de pouvoir réaliser des mesures lorsque ledit courant d'induction est retourné à 0 ampère ( off-time ).
Les systèmes véhiculés de l'invention présentent e préférence au moins une des caractéristiques suivantes:
- une source d'impulsion d'un courant qui est par exemple de l'ordre de 800 ampères pour un champ induit de l'ordre de 90 000 A/m2, et qui alimente ledit au moins un élément inducteur ;
- un élément d'induction comprenant une boucle d'induction ( transmitter coil ) transformant l'impulsion de courant en un front d'onde électromagnétique du champ qui est de type transitoire, de préférence la durée dudit front d'onde électromagnétique étant programmable, avantageusement de quelques millisecondes à plus de 10 millisecondes;
- un élément récepteur comprenant une ou plusieurs boucles réceptrices captant le champ électromagnétique secondaire qui revient du sol à la suite de l'excitation du sol par le champ primaire induit;
- un circuit d'amplification des champs présents dans le système, notamment des champs 5 secondaires, ledit circuit d'amplification étant de préférence à très faible bruit et son gain variant avantageusement dynamiquement, de préférence de +6 à +40 dB par boucle de réception; et - un circuit de numérisation ( A/D converter ) qui convertit le signal en retour, induit au niveau des boucles de réception par le champ magnétique secondaire, en des données
10 numériques pouvant avantageusement être traitées et stockées par un micro-ordinateur.
Avantageusement, ces systèmes véhiculés sont configurés de façon à minimiser toute altération de leur sensibilité. Plus particulière, ils sont configurés de façon à ce qu'aucune erreur ou altération de la sensibilité de mesure dudit système ne se produise lors de l'utilisation dudit système.
Selon un mode avantageux, les systèmes véhiculés de l'invention comprennent au moins un élément inducteur comprenant n boucle(s) d'induction - n étant un nombre entier supérieur ou égal à 1 - de préférence n étant supérieur ou égal à 2, montée(s) en parallèle, chacune desdites boucles d'induction étant alimentée à partir d'un injecteur de courant indépendant.
Avantageusement chacun des injecteurs de courant possède les mêmes caractéristiques de courant en particulier le même type de courant produit et la même intensité de courant.
Avantageusement, ces systèmes véhiculés sont configurés de façon à minimiser toute altération de leur sensibilité. Plus particulière, ils sont configurés de façon à ce qu'aucune erreur ou altération de la sensibilité de mesure dudit système ne se produise lors de l'utilisation dudit système.
Selon un mode avantageux, les systèmes véhiculés de l'invention comprennent au moins un élément inducteur comprenant n boucle(s) d'induction - n étant un nombre entier supérieur ou égal à 1 - de préférence n étant supérieur ou égal à 2, montée(s) en parallèle, chacune desdites boucles d'induction étant alimentée à partir d'un injecteur de courant indépendant.
Avantageusement chacun des injecteurs de courant possède les mêmes caractéristiques de courant en particulier le même type de courant produit et la même intensité de courant.
11 Les systèmes véhiculés de l'invention qui comportent n (de préférence 2) boucles d'induction alimentés par n (de préférence 2) injecteurs de courant indépendant, chaque injecteur de courant injectant le même courant dans chacune des n (de préférence 2) boucles d'induction, sont d'un intérêt particulier.
Les systèmes véhiculés configurés pour limiter les tensions inverses aux bornes de l'élément inducteur à des valeurs élevées tout en permettant le retour à 0 ampère du courant circulant dans la boucle, sont également d'un intérêt particulier.
Dans les systèmes véhiculés de l'invention, la tension induite (Vind) aux bornes de la boucle d'induction est fixée à une valeur permettant d'annuler le courant circulant dans la boucle d'induction dans un temps court, qui est par exemple inférieur ou égal à 30 microsecondes, de préférence inférieur à 20 microsecondes, pour une tension inférieure ou égale à 1 kilovolt, la tension induite suivant l'équation suivante : Vind= Ldl/dt.
Selon un mode particulier, les systèmes comportent deux boucles d'excitation indépendantes couplées à 2 injecteurs de façon à générer une tension inverse qui est de préférence de l'ordre de 1 Kilovolt, permettant l'annulation, de préférence en moins de 30 s, du courant circulant dans la boucle inductrice.
De préférence, la configuration physique des boucles de réception présentes dans ledit système est telle qu'elle facilite le montage de l'ensemble des composants du système.
Les systèmes véhiculés configurés pour limiter les tensions inverses aux bornes de l'élément inducteur à des valeurs élevées tout en permettant le retour à 0 ampère du courant circulant dans la boucle, sont également d'un intérêt particulier.
Dans les systèmes véhiculés de l'invention, la tension induite (Vind) aux bornes de la boucle d'induction est fixée à une valeur permettant d'annuler le courant circulant dans la boucle d'induction dans un temps court, qui est par exemple inférieur ou égal à 30 microsecondes, de préférence inférieur à 20 microsecondes, pour une tension inférieure ou égale à 1 kilovolt, la tension induite suivant l'équation suivante : Vind= Ldl/dt.
Selon un mode particulier, les systèmes comportent deux boucles d'excitation indépendantes couplées à 2 injecteurs de façon à générer une tension inverse qui est de préférence de l'ordre de 1 Kilovolt, permettant l'annulation, de préférence en moins de 30 s, du courant circulant dans la boucle inductrice.
De préférence, la configuration physique des boucles de réception présentes dans ledit système est telle qu'elle facilite le montage de l'ensemble des composants du système.
12 Ces systèmes véhiculés sont tels que la configuration des boucles réceptrices assure la, de préférence très bonne, stabilité du positionnement relatif entre la boucle d'émission et les boucles réceptrices.
Avantageusement, la stabilité du positionnement relatif entre la boucle d'émission et les boucles réceptrices est générée par la proximité relative des boucles, sans création d'une amplitude de mouvement significative.
Les systèmes véhiculés de l'invention sont caractérisés par une importante réduction du bruit généré mécaniquement par les déformations physiques de la structure dudit système prenant place lors de l'utilisation dudit système pour la mesure de prospection.
Selon une variante d'un intérêt particulier, les systèmes véhiculés comportent un nombre pair ou impair de sections qui sont de préférence sensiblement identiques, de préférence le système est constitué d'au moins 4 sections, de préférence d'au moins 6 sections, plus préférentiellement encore d'au moins 8 sections linéaires (notamment dans le cas d'un kit transportable par voie aéroportée) et plus avantageusement encore d'au moins 10 sections, lesdites sections étant reliées entre elles 2 par 2 par un élément de jonction assurant la solidarisation de 2 sections adjacentes.
Avantageusement, les systèmes sont constitués de plusieurs sections interconnectées, chacune comportant au moins une partie de l'élément inducteur et au moins un élément récepteur.
Avantageusement, dans lequel chacune des sections est construite à partir de, de préférence 3 tubes, solidarisés par des plaques, de préférence par 3 plaques qui sont avantageusement perforées.
Avantageusement, la stabilité du positionnement relatif entre la boucle d'émission et les boucles réceptrices est générée par la proximité relative des boucles, sans création d'une amplitude de mouvement significative.
Les systèmes véhiculés de l'invention sont caractérisés par une importante réduction du bruit généré mécaniquement par les déformations physiques de la structure dudit système prenant place lors de l'utilisation dudit système pour la mesure de prospection.
Selon une variante d'un intérêt particulier, les systèmes véhiculés comportent un nombre pair ou impair de sections qui sont de préférence sensiblement identiques, de préférence le système est constitué d'au moins 4 sections, de préférence d'au moins 6 sections, plus préférentiellement encore d'au moins 8 sections linéaires (notamment dans le cas d'un kit transportable par voie aéroportée) et plus avantageusement encore d'au moins 10 sections, lesdites sections étant reliées entre elles 2 par 2 par un élément de jonction assurant la solidarisation de 2 sections adjacentes.
Avantageusement, les systèmes sont constitués de plusieurs sections interconnectées, chacune comportant au moins une partie de l'élément inducteur et au moins un élément récepteur.
Avantageusement, dans lequel chacune des sections est construite à partir de, de préférence 3 tubes, solidarisés par des plaques, de préférence par 3 plaques qui sont avantageusement perforées.
13 Préférentiellement, les tubes qui sont de préférence en fibre de carbone sont maintenus entre eux à l'aide de 3 plaques faites de préférence d'un matériau composite.
Avantageusement, dans ces systèmes 2 des 3 plaques contiennent chacune une gorge destinée à accueillir une boucle réceptrice.
De préférence, deux de ces plaques comportent une gorge de forme ovale dont la longueur est avantageusement de l'ordre de 4 mètres par 0,4 mètre de large.
Selon un mode préférentiel, la troisième des 3 plaques comporte un support dans lequel est positionné la boucle d'excitation, ce support est de préférence en forme de carré et la boucle d'excitation est maintenue en place dans ce support à l'aide d'un dispositif de maintien amovible.
La configuration des systèmes véhiculés est telle que la longueur d'une boucle réceptrice est adaptée au cahier de charge dudit système.
Les spécifications des systèmes sont fonction de l'intensité du champ magnétique souhaité et/ou fonction du positionnement spatial dudit système par rapport au véhicule assurant le déplacement dudit système lors de l'utilisation dudit système pour la mesure de prospection.
A titre illustratif, les systèmes véhiculés destinés à être héliportés, comportent avantageusement deux boucles réceptrices ayant une longueur qui est de l'ordre de 4 mètres de long et une largeur qui est de préférence d'environ 0,4 mètre.
Avantageusement, dans chacune des gorges, sont insérées plusieurs spires d'un fil conducteur qui est de préférence un fil de cuivre, lesdits bobinages ainsi constitués servant à la réception du champ électromagnétique secondaire en provenance du sol.
Avantageusement, dans ces systèmes 2 des 3 plaques contiennent chacune une gorge destinée à accueillir une boucle réceptrice.
De préférence, deux de ces plaques comportent une gorge de forme ovale dont la longueur est avantageusement de l'ordre de 4 mètres par 0,4 mètre de large.
Selon un mode préférentiel, la troisième des 3 plaques comporte un support dans lequel est positionné la boucle d'excitation, ce support est de préférence en forme de carré et la boucle d'excitation est maintenue en place dans ce support à l'aide d'un dispositif de maintien amovible.
La configuration des systèmes véhiculés est telle que la longueur d'une boucle réceptrice est adaptée au cahier de charge dudit système.
Les spécifications des systèmes sont fonction de l'intensité du champ magnétique souhaité et/ou fonction du positionnement spatial dudit système par rapport au véhicule assurant le déplacement dudit système lors de l'utilisation dudit système pour la mesure de prospection.
A titre illustratif, les systèmes véhiculés destinés à être héliportés, comportent avantageusement deux boucles réceptrices ayant une longueur qui est de l'ordre de 4 mètres de long et une largeur qui est de préférence d'environ 0,4 mètre.
Avantageusement, dans chacune des gorges, sont insérées plusieurs spires d'un fil conducteur qui est de préférence un fil de cuivre, lesdits bobinages ainsi constitués servant à la réception du champ électromagnétique secondaire en provenance du sol.
14 De préférence, le bobinage présent dans les plaques placées à l'horizontale servent à mesurer la composante Z du champ électromagnétique alors que les plaques dans lesquels sont positionnés les boucles de réception sont placées dans le plan vertical servent à mesurer les composantes X et Y du champ électromagnétique.
Une famille préférentielle est constituée par les systèmes véhiculés comportant n - n étant un nombre entier supérieur ou égal à 1 - boucles réceptrices, de préférence n est le nombre entier 16.
Les systèmes véhiculés de l'invention dans lequel chacune des boucles réceptrices est placée par rapport à la boucle d'émission de telle sorte que la tension induite au niveau de ces boucles de réceptions soit quasi nulle pendant la période d'excitation de l'élément inducteur, sont particulièrement intéressants.
Avantageusement, dans ces systèmes le câble de la boucle d'émission est dans chaque section positionné par rapport à au moins une boucle réceptrice, de telle sorte que la résultante du flux traversant les boucles de réception soit nulle ou quasi nulle. De préférence, dans lequel la boucle d'émission est un câble positionné de sorte à ce qu'il décrive un triangle isocèle avec les centres des boucles de réception.
De préférence, les modules de réception placés dans le même plan que la boucle d'émission (plan Z) sont connectés à un circuit de sommation analogique de façon à fournir un signal qui intègre la totalité du champ sur 360 . Plus préférentiellement encore, dans lequel chaque boucle de réception comporte un amplificateur permettant d'isoler électriquement les uns des autres.
Avantageusement, les systèmes comportent n (de préférence n= 8) sections, les signaux des n (de préférence des 8 amplificateurs) présents sont additionnés à l'aide d'un circuit de sommation.
Ainsi, ces systèmes permettent d'obtenir la même sensibilité qu'un système comportant une seule boucle réceptrice 8 fois plus grande.
5 Dans les systèmes de l'invention, la fréquence de résonnance de boucles de réception reste avantageusement élevée contrairement à la fréquence de résonnance d'une seule grande boucle de réception.
De préférence, les boucles réceptrices verticales sont regroupées par deux de préférence à l'aide d'un circuit de sommation analogique.
10 Selon un mode avantageux de réalisation de l'invention, les systèmes véhiculés comportant 8 sections et les boucles 1 & 8 et 4 & 5 mesurent les composantes X+ et X- du champ électromagnétique alors que les boucles 2 & 3 et 6 & 7 mesurent les composantes Y+et Y- du champ électromagnétique.
Les systèmes véhiculés comportent avantageusement additionnellement un dispositif permettant
Une famille préférentielle est constituée par les systèmes véhiculés comportant n - n étant un nombre entier supérieur ou égal à 1 - boucles réceptrices, de préférence n est le nombre entier 16.
Les systèmes véhiculés de l'invention dans lequel chacune des boucles réceptrices est placée par rapport à la boucle d'émission de telle sorte que la tension induite au niveau de ces boucles de réceptions soit quasi nulle pendant la période d'excitation de l'élément inducteur, sont particulièrement intéressants.
Avantageusement, dans ces systèmes le câble de la boucle d'émission est dans chaque section positionné par rapport à au moins une boucle réceptrice, de telle sorte que la résultante du flux traversant les boucles de réception soit nulle ou quasi nulle. De préférence, dans lequel la boucle d'émission est un câble positionné de sorte à ce qu'il décrive un triangle isocèle avec les centres des boucles de réception.
De préférence, les modules de réception placés dans le même plan que la boucle d'émission (plan Z) sont connectés à un circuit de sommation analogique de façon à fournir un signal qui intègre la totalité du champ sur 360 . Plus préférentiellement encore, dans lequel chaque boucle de réception comporte un amplificateur permettant d'isoler électriquement les uns des autres.
Avantageusement, les systèmes comportent n (de préférence n= 8) sections, les signaux des n (de préférence des 8 amplificateurs) présents sont additionnés à l'aide d'un circuit de sommation.
Ainsi, ces systèmes permettent d'obtenir la même sensibilité qu'un système comportant une seule boucle réceptrice 8 fois plus grande.
5 Dans les systèmes de l'invention, la fréquence de résonnance de boucles de réception reste avantageusement élevée contrairement à la fréquence de résonnance d'une seule grande boucle de réception.
De préférence, les boucles réceptrices verticales sont regroupées par deux de préférence à l'aide d'un circuit de sommation analogique.
10 Selon un mode avantageux de réalisation de l'invention, les systèmes véhiculés comportant 8 sections et les boucles 1 & 8 et 4 & 5 mesurent les composantes X+ et X- du champ électromagnétique alors que les boucles 2 & 3 et 6 & 7 mesurent les composantes Y+et Y- du champ électromagnétique.
Les systèmes véhiculés comportent avantageusement additionnellement un dispositif permettant
15 d'accrocher ledit système sous ou à l'avant ou à l'arrière ou au-dessus d'un véhicule en mouvement qui est de préférence un véhicule de type aéroporté qui est de préférence un avion ou un hélicoptère.
Les systèmes véhiculés sont de type
Les systèmes véhiculés sont de type
16 - autonome comportant au moins un générateur de courant et au moins un émetteur configuré pour transmettre les résultats des mesures réalisées à un centre d'analyse des mesures, ledit centre étant positionné à l'extérieur dudit système ; et - semi-autonome comportant au moins une connexion physique avec un générateur de courant situé à l'extérieur dudit système et/ou au moins une connexion avec un dispositif recevant les résultats des mesures de détection réalisées avec ledit système et/ou au moins un émetteur configuré pour transmettre les résultats des mesures réalisées par ledit système.
Avantageusement, le véhicule est choisi dans le groupe constitué par les véhicules se déplaçant directement au contact du sol, les véhicules se déplaçant dans le ciel et les véhicules se déplaçant sur et/ou sous l'eau.
Un deuxième objet de l'invention est constitué par les procédés de fabrication d'un système tel que défini dans le premier objet de l'invention, dans lequel les éléments constitutifs dudit système sont assemblés selon les méthodes connues d'assemblage.
Avantageusement, les méthodes connues d'assemblage sont choisies dans le groupe constitué
par : le rivetage, l'encliquetage, le collage, le soudage, le rivetage et le vissage.
Un troisième objet de la présente invention est constitué par des méthodes de détection minière et/ou environnementale consistant à accrocher un système tel que décrit dans le premier objet de l'invention ou tel que fabriqué selon un des modes de fabrication tel que défini dans le deuxième objet de l'invention, sous ou à l'avant ou au-dessus d'un véhicule aéroporté
ou d'un véhicule automobile ou d'un bateau ou d'un véhicule amphibie.
Avantageusement, le véhicule est choisi dans le groupe constitué par les véhicules se déplaçant directement au contact du sol, les véhicules se déplaçant dans le ciel et les véhicules se déplaçant sur et/ou sous l'eau.
Un deuxième objet de l'invention est constitué par les procédés de fabrication d'un système tel que défini dans le premier objet de l'invention, dans lequel les éléments constitutifs dudit système sont assemblés selon les méthodes connues d'assemblage.
Avantageusement, les méthodes connues d'assemblage sont choisies dans le groupe constitué
par : le rivetage, l'encliquetage, le collage, le soudage, le rivetage et le vissage.
Un troisième objet de la présente invention est constitué par des méthodes de détection minière et/ou environnementale consistant à accrocher un système tel que décrit dans le premier objet de l'invention ou tel que fabriqué selon un des modes de fabrication tel que défini dans le deuxième objet de l'invention, sous ou à l'avant ou au-dessus d'un véhicule aéroporté
ou d'un véhicule automobile ou d'un bateau ou d'un véhicule amphibie.
17 Avantageusement, lequel ledit système est accroché au moyen d'un câble et/ ou au moyen d'une tige rigide (dispositif de type stinger ). De préférence, la distance entre ledit véhicule porteur et le dit système en fonctionnement est maintenue entre 1 et 5 mètres.
Selon un mode avantageux de réalisation des méthodes de l'invention, dans lequel le système est fixé à l'avant dudit véhicule et son plan fait un angle avec l'horizontale du lieu, cet angle est avantageusement compris entre 0 et 30 degrés.
De préférence, le système après avoir est connecté à une alimentation est utilisé de façon à
générer un cycle complet d'acquisition électromagnétique.
Avantageusement, le cycle complet d'acquisition électromagnétique est le suivant :
- le microordinateur génère un signal destiné à synchroniser l'ensemble du système électronique, de préférence ce signal prend la forme d'un créneau de synchronisation dont la récurrence ainsi que les temps aux valeurs 0 et 1 sont variables, avantageusement la récurrence du créneau de synchronisation varie de 25 à 125 Hz alors que la durée du signal de synchronisation à la valeur 1 varie avantageusement de 1 à
4 millisecondes ; ce signal sert à synchroniser l'ensemble du système électronique ;
le passage de la valeur 1 du signal de synchronisation active la source de courant et démarre l'acquisition des composantes électromagnétiques et de la valeur du courant d'excitation, cette partie du cycle correspond au On time ;
le passage de la valeur 0 du signal de synchronisation coupe la source de courant et continue l'acquisition des composantes électromagnétiques et de la valeur du courant d'excitation, cette partie du cycle correspond au Off Time ;
Selon un mode avantageux de réalisation des méthodes de l'invention, dans lequel le système est fixé à l'avant dudit véhicule et son plan fait un angle avec l'horizontale du lieu, cet angle est avantageusement compris entre 0 et 30 degrés.
De préférence, le système après avoir est connecté à une alimentation est utilisé de façon à
générer un cycle complet d'acquisition électromagnétique.
Avantageusement, le cycle complet d'acquisition électromagnétique est le suivant :
- le microordinateur génère un signal destiné à synchroniser l'ensemble du système électronique, de préférence ce signal prend la forme d'un créneau de synchronisation dont la récurrence ainsi que les temps aux valeurs 0 et 1 sont variables, avantageusement la récurrence du créneau de synchronisation varie de 25 à 125 Hz alors que la durée du signal de synchronisation à la valeur 1 varie avantageusement de 1 à
4 millisecondes ; ce signal sert à synchroniser l'ensemble du système électronique ;
le passage de la valeur 1 du signal de synchronisation active la source de courant et démarre l'acquisition des composantes électromagnétiques et de la valeur du courant d'excitation, cette partie du cycle correspond au On time ;
le passage de la valeur 0 du signal de synchronisation coupe la source de courant et continue l'acquisition des composantes électromagnétiques et de la valeur du courant d'excitation, cette partie du cycle correspond au Off Time ;
18 - tout au long du Off Time , le microordinateur évalue l'amplitude de chacun des signaux électromagnétiques provenant de chacune des composantes du champ électromagnétique ; lorsque, de préférence au moment précis où, chacune des composantes Z, X+, X-, Y+, Y- retrouve sous un certain niveau d'amplitude, avantageusement lorsque le niveau d'amplitude est de l'ordre de 100 millivolts, le microordinateur augmente le gain, avantageusement l'augmentation du gain est de l'ordre de +40 dB, dans le but d'augmenter la sensibilité pour les signaux de faibles amplitudes ;
et - les données numériques sont stockées en temps réel dans la mémoire d'une unité de calcul et ou de conservation des données, de préférence le stockage des données se fait dans un microordinateur.
Avantageusement, le même cycle d'acquisition se répète tout le temps que dure le levée (aussi appelée mesure cartographique complète) électromagnétique.
Davantage de détails sur ces aspects de même que sur d'autres aspects du concept proposé seront apparent à la lumière de la description détaillée qui suit et des figures en annexe.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
La Figure I : représente en vue de dessus un premier mode de réalisation d'un système aéroporté
de détection selon l'invention de type octogonal et dans lequel les 8 sections sont assemblées.
et - les données numériques sont stockées en temps réel dans la mémoire d'une unité de calcul et ou de conservation des données, de préférence le stockage des données se fait dans un microordinateur.
Avantageusement, le même cycle d'acquisition se répète tout le temps que dure le levée (aussi appelée mesure cartographique complète) électromagnétique.
Davantage de détails sur ces aspects de même que sur d'autres aspects du concept proposé seront apparent à la lumière de la description détaillée qui suit et des figures en annexe.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
La Figure I : représente en vue de dessus un premier mode de réalisation d'un système aéroporté
de détection selon l'invention de type octogonal et dans lequel les 8 sections sont assemblées.
19 La Figure II : représente en vue de côté la structure d'une des 8 sections du système aéroporté
représenté dans la Figure I.
La Figure III : représente en vue de côté la structure représentée sur la Figure Il.
La Figure IV : représente en perspective inclinée la structure représentée sur la Figure II.
La Figure V : représente en perspective inclinée le détail de la structure représentée sur la Figure II ainsi que sa jointure avec la section adjacente.
La Figure VI: représente de façon schématique en vue de dessus le premier mode de réalisation du système aéroporté de l'invention selon la Figure I et avec les éléments électroniques incorporés dans le système.
La Figure VII : représente un enregistrement des signaux obtenus pendant la durée de l'impulsion (on- time) en utilisant le système de l'invention selon le mode de réalisation représenté sur la Figure I et dans lequel le signal à vide (en absence d'un conducteur à proximité) a été soustraite de la réponse produite par une pièce métallique utilisée comme test (dans l'exemple il s'agit d'abord une plaque d'acier placée près du système de détection, puis d'une plaque en Inox 316, et ensuite d'une plaque d'aluminium); les réponses ainsi obtenues représentent la tension induite aux bornes du récepteur par les courants de Foucault induits dans les diverses plaques métalliques.
La Figure VIII : représente un enregistrement du signal obtenu à l'aide du système de détection représenté sur la Figure I, immédiatement après la fin de l'impulsion (off-time), sans apport d'aucune pièce métallique à proximité du système de détection; il s'agit ici de la réponse typique d'un système TDEM en Off-time.
La Figure IX : représente selon un mode de réalisation de l'invention le circuit électronique associé au système de détection représenté dans les Figures I à VI.
5 La Figure X : représente en vue de côté et selon une section verticale, le bobinage d'une section du système représentée sur la Figure I.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
Les exemples suivants sont donnés à titre illustratif seulement et ne seraient être interprétés comme constituant une quelconque limitation de la présente invention.
10 Le système (S) de mesure représenté sur la Figure I est composé de 8 segments linéaires (1) à (8) reliés entre eux à l'aide de pièces de jonction (1') à (8'). La rigidité de l'ensemble du système est assurée par 8 haubans numérotés de (1" à 8"). Chacun des segments est construit à partir de 3 tubes, identifiés par les numéros (11), (12) et (13), apparents notamment sur les Figures II, III, IV
et V. Selon un mode avantageux de réalisation de l'invention ces tubes sont en fibre de carbone.
15 Ces tubes sont maintenus entre eux à l'aide de 3 plaques perforées (14), (15) et (16), la plaque (14), portant la boucle d'induction (17), est selon un mode avantageux réalisée en matériau composite. Deux de ces plaques (15) et (16) comportent une gorge identifiée respectivement par les numéros (18) et (19) pour la plaque (16) et identifié par les numéros (20) et (21) pour la plaque (15), ayant dans le cadre de l'exemple une forme de boucle (correspondant sensiblement à
représenté dans la Figure I.
La Figure III : représente en vue de côté la structure représentée sur la Figure Il.
La Figure IV : représente en perspective inclinée la structure représentée sur la Figure II.
La Figure V : représente en perspective inclinée le détail de la structure représentée sur la Figure II ainsi que sa jointure avec la section adjacente.
La Figure VI: représente de façon schématique en vue de dessus le premier mode de réalisation du système aéroporté de l'invention selon la Figure I et avec les éléments électroniques incorporés dans le système.
La Figure VII : représente un enregistrement des signaux obtenus pendant la durée de l'impulsion (on- time) en utilisant le système de l'invention selon le mode de réalisation représenté sur la Figure I et dans lequel le signal à vide (en absence d'un conducteur à proximité) a été soustraite de la réponse produite par une pièce métallique utilisée comme test (dans l'exemple il s'agit d'abord une plaque d'acier placée près du système de détection, puis d'une plaque en Inox 316, et ensuite d'une plaque d'aluminium); les réponses ainsi obtenues représentent la tension induite aux bornes du récepteur par les courants de Foucault induits dans les diverses plaques métalliques.
La Figure VIII : représente un enregistrement du signal obtenu à l'aide du système de détection représenté sur la Figure I, immédiatement après la fin de l'impulsion (off-time), sans apport d'aucune pièce métallique à proximité du système de détection; il s'agit ici de la réponse typique d'un système TDEM en Off-time.
La Figure IX : représente selon un mode de réalisation de l'invention le circuit électronique associé au système de détection représenté dans les Figures I à VI.
5 La Figure X : représente en vue de côté et selon une section verticale, le bobinage d'une section du système représentée sur la Figure I.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
Les exemples suivants sont donnés à titre illustratif seulement et ne seraient être interprétés comme constituant une quelconque limitation de la présente invention.
10 Le système (S) de mesure représenté sur la Figure I est composé de 8 segments linéaires (1) à (8) reliés entre eux à l'aide de pièces de jonction (1') à (8'). La rigidité de l'ensemble du système est assurée par 8 haubans numérotés de (1" à 8"). Chacun des segments est construit à partir de 3 tubes, identifiés par les numéros (11), (12) et (13), apparents notamment sur les Figures II, III, IV
et V. Selon un mode avantageux de réalisation de l'invention ces tubes sont en fibre de carbone.
15 Ces tubes sont maintenus entre eux à l'aide de 3 plaques perforées (14), (15) et (16), la plaque (14), portant la boucle d'induction (17), est selon un mode avantageux réalisée en matériau composite. Deux de ces plaques (15) et (16) comportent une gorge identifiée respectivement par les numéros (18) et (19) pour la plaque (16) et identifié par les numéros (20) et (21) pour la plaque (15), ayant dans le cadre de l'exemple une forme de boucle (correspondant sensiblement à
20 la boucle du système (S) de forme hexagonale) soit environ 3,7 mètres de long par environ 0,2
21 mètre de large. Dans chacune de ces gorges sont enroulées plusieurs spires de fil de cuivre comme représenté sur la Figure X. Ces bobinages servent à la réception du champ électromagnétique en provenance du sol.
La plaque (15) placée à l'horizontale sert à mesurer la composante Z du champ électromagnétique alors que la plaque (16) placée dans le plan vertical sert à
la mesure des composantes X et Y du champ électromagnétique.
La sonde comporte donc 16 boucles de réceptions, soit 2 boucles de réception par segment numérotés de (1) à (8) sur la figure (1). Les spires de fil de cuivre formant les boucles de réceptions se retrouvent dans la gorge identifiée par les numéros (18) et (19) pour la plaque identifiée par le numéro (16) et dans la gorge identifiée par les numéros (20) et (21) de la plaque identifiée par le numéro (15). Chacune de ces boucles est placées par rapport à la boucle d'émission de telle sorte que la tension induite au niveau de ces boucles de réceptions soit quasi nulle (voir Figure VII). La Figure VIII présente un exemple de signal en Off-time. L'amplitude de ce signal est de plus de 9 volts, ce qui représente presque le maximum de dynamique du système. Cette figure ne démontre donc pas l'insensibilité de la boucle au champ primaire. La Figure VII présente un exemple du signal pendant le On-time dont les amplitudes sont inférieures à 300 millivolts, donc très faibles compte tenue que ces mesures sont faites pendant la durée de l'impulsion. C'est donc cette figure qui met en évidence l'insensibilité au champ primaire des boucles de réception.
Les boucles qui sont placées dans le même plan que la boucle d'émission identifiées par le numéro (23) de la figure (5) sont connectées de telle sorte à fournir un signal qui intègre la
La plaque (15) placée à l'horizontale sert à mesurer la composante Z du champ électromagnétique alors que la plaque (16) placée dans le plan vertical sert à
la mesure des composantes X et Y du champ électromagnétique.
La sonde comporte donc 16 boucles de réceptions, soit 2 boucles de réception par segment numérotés de (1) à (8) sur la figure (1). Les spires de fil de cuivre formant les boucles de réceptions se retrouvent dans la gorge identifiée par les numéros (18) et (19) pour la plaque identifiée par le numéro (16) et dans la gorge identifiée par les numéros (20) et (21) de la plaque identifiée par le numéro (15). Chacune de ces boucles est placées par rapport à la boucle d'émission de telle sorte que la tension induite au niveau de ces boucles de réceptions soit quasi nulle (voir Figure VII). La Figure VIII présente un exemple de signal en Off-time. L'amplitude de ce signal est de plus de 9 volts, ce qui représente presque le maximum de dynamique du système. Cette figure ne démontre donc pas l'insensibilité de la boucle au champ primaire. La Figure VII présente un exemple du signal pendant le On-time dont les amplitudes sont inférieures à 300 millivolts, donc très faibles compte tenue que ces mesures sont faites pendant la durée de l'impulsion. C'est donc cette figure qui met en évidence l'insensibilité au champ primaire des boucles de réception.
Les boucles qui sont placées dans le même plan que la boucle d'émission identifiées par le numéro (23) de la figure (5) sont connectées de telle sorte à fournir un signal qui intègre la
22 totalité du champ sur 360 . Chacune des boucles de réception est connectée à
un amplificateur représenté sur la Figure IX et identifié par les numéros (31) à (38) permettant de les isoler électriquement les unes des autres. Par la suite, les amplificateurs (35) (36) (37) et (38) sont additionnés à l'aide d'un circuit de sommation représenté sur la Figure IX par le numéro (39). En procédant de la sorte, il est possible d'obtenir la même sensibilité qu'une seule boucle 8 fois plus grande mais dont la fréquence de résonnance reste élevée contrairement à ce que donnerait une seule grande boucle.
Tel que décrit plus tôt, le système comporte 8 segments linéaires tel que décrit à la figure (6) dont chacun des segments est décrit dans le détail à la figure (5). Chacun des segments linéaires comporte une boucle de réception verticale tel que décrit dans la figure (5) par le numéro (22).
Comme il apparait sur la Figure VI, les boucles verticales situées dans les segments 1 & 8 et 4&
5 mesurent les composantes X+et X- du champ électromagnétique alors que celles situées dans les segments 2 & 3 et 6 & 7 mesurent les composantes Y+ et Y- du champ électromagnétique.
Avantages amenés par cette technologie Cette nouvelle technologie comporte deux améliorations. La première amélioration porte sur l'utilisation d'une source de puissance comportant deux sorties de courant indépendante tel que décrit à la Figure IX par le numéro (40) servant à alimenter la boucle d'excitation et la seconde amélioration porte sur le positionnement des récepteurs relativement à la boucle d'émission tel que présenté à la Figure V.
un amplificateur représenté sur la Figure IX et identifié par les numéros (31) à (38) permettant de les isoler électriquement les unes des autres. Par la suite, les amplificateurs (35) (36) (37) et (38) sont additionnés à l'aide d'un circuit de sommation représenté sur la Figure IX par le numéro (39). En procédant de la sorte, il est possible d'obtenir la même sensibilité qu'une seule boucle 8 fois plus grande mais dont la fréquence de résonnance reste élevée contrairement à ce que donnerait une seule grande boucle.
Tel que décrit plus tôt, le système comporte 8 segments linéaires tel que décrit à la figure (6) dont chacun des segments est décrit dans le détail à la figure (5). Chacun des segments linéaires comporte une boucle de réception verticale tel que décrit dans la figure (5) par le numéro (22).
Comme il apparait sur la Figure VI, les boucles verticales situées dans les segments 1 & 8 et 4&
5 mesurent les composantes X+et X- du champ électromagnétique alors que celles situées dans les segments 2 & 3 et 6 & 7 mesurent les composantes Y+ et Y- du champ électromagnétique.
Avantages amenés par cette technologie Cette nouvelle technologie comporte deux améliorations. La première amélioration porte sur l'utilisation d'une source de puissance comportant deux sorties de courant indépendante tel que décrit à la Figure IX par le numéro (40) servant à alimenter la boucle d'excitation et la seconde amélioration porte sur le positionnement des récepteurs relativement à la boucle d'émission tel que présenté à la Figure V.
23 Première amélioration Pour un tel système, il est très important de pouvoir annuler le courant circulant dans la boucle d'excitation (17) dans le temps le plus court possible. Puisque la boucle d'excitation est inductive, plus le temps de mise à zéro du courant circulant dans la boucle d'excitation est court, plus la tension aux bornes de cette boucle sera élevée. Cette tension se retrouve alors aux bornes de la source de puissance (40). Les composantes électroniques de la source de puissance (40) pouvant à la fois supporter des valeurs de courant et tension élevées sont très difficiles à obtenir sur le marché en plus de coûter très cher. L'approche qui a été retenue pour ce système consiste donc à utiliser 2 boucles d'excitation en parallèle identifiées par les numéros (41) et (42) sur la Figure IX. Chacune des boucles est alimentée à partir d'un injecteur de courant indépendant.
Cette même boucle d'excitation est aussi représentée à la Figure V par le numéro (17) et est composée de 2 conducteurs en aluminium ou en cuivre. Ces deux conducteurs correspondent aux numéros (41) et (42) de la Figure IX et X. Le système dans sa configuration représentée dans la Figure X, comporte aussi le conducteur 51, dans le cas où il est utile d'utiliser une 3e boucle d'excitation de sorte à augmenter le moment magnétique du système.
Puisque la tension induite suit l'équation suivante : Vind= Ldl/dt dans laquelle L représente l'inductance; dl représente la variation du courant I (comprise entre I max et 1=0 ampère); et dt représente la durée de temps nécessaire à l'annulation du courant.
Comme la valeur de l'inductance L varie avec le carré du nombre de spires qui la compose, le fait d'avoir 2 fois moins de spires réduit d'un facteur 4 la valeur de l'inductance L, donc d'un facteur
Cette même boucle d'excitation est aussi représentée à la Figure V par le numéro (17) et est composée de 2 conducteurs en aluminium ou en cuivre. Ces deux conducteurs correspondent aux numéros (41) et (42) de la Figure IX et X. Le système dans sa configuration représentée dans la Figure X, comporte aussi le conducteur 51, dans le cas où il est utile d'utiliser une 3e boucle d'excitation de sorte à augmenter le moment magnétique du système.
Puisque la tension induite suit l'équation suivante : Vind= Ldl/dt dans laquelle L représente l'inductance; dl représente la variation du courant I (comprise entre I max et 1=0 ampère); et dt représente la durée de temps nécessaire à l'annulation du courant.
Comme la valeur de l'inductance L varie avec le carré du nombre de spires qui la compose, le fait d'avoir 2 fois moins de spires réduit d'un facteur 4 la valeur de l'inductance L, donc d'un facteur
24 4 la valeur de la tension induite nécessaire pour annuler le courant dans un temps donné dans le cas où une seule boucle d'excitation serait utilisée.
Dans le cas où les 2 boucles d'excitation sont utilisées en même temps, la tension induite aux bornes des boucles sera le double de la tension induite lorsqu'une seule boucle d'excitation est utilisée puisque le champ magnétique induit est la somme du champ produit par chacune des boucles d'excitation.
Dans le cas présent, pour être en mesure d'annuler le courant en moins de 30 microsecondes en utilisant une boucle d'excitation à 2 spires, la tension de décharge de la boucle (kick-back) doit être de 2 kilovolts alors que le fait d'utiliser deux boucles indépendantes à
1 seule spire couplées à 2 injecteurs génère une tension de décharge de 1 kilovolt.
Deuxième amélioration :
Le montage de ce système consiste en gros à relier les 8 segments (1) a (8) entre eux à l'aide des pièces de jonctions (l') à (8'), de relier les haubans (1") à (8") et de placer le fil servant à
l'induction du champ primaire dans le logement 20 prévu à cet effet. Améliorer le détail de la Figure V.
Chacun des huit segments de ce système intègrent deux boucles de réception numéros (22) et (23). Les boucles de réceptions sont situées dans les gorges (18-19) et (20-21). Le positionnement de ces boucles de réception est fait en usine de façon très précise est n'a jamais à
être ajusté sur site. La position du logement (20) de la boucle d'excitation est faite de telle sorte qu'elle n'induit pas ou peu de signal au niveau des boucles de réception. Il n'y a alors aucun ajustement délicat à faire sur site, ce qui simplifie le montage et s'accompagne d'une réduction très importante du temps de montage du système (S).
En laboratoire, il a été possible d'atténuer le signal de la boucle d'induction d'un facteur de 60 dB (facteur 1000 en tension). Il semble raisonnable de s'attendre à obtenir une atténuation de 40 5 dB (facteur 100) du signal de la boucle d'induction en condition réelle d'utilisation sur site.
Le fait de placer les boucles de réception par rapport à la boucle d'induction de telle sorte à ce qu'il n'y ait pas ou peu de tension d'induite présente au moins 4 avantages importants.
= 1) Il n'y a jamais de saturation des amplificateurs de la boucle de réception. Cela permet notamment de débuter l'acquisition des signaux très tôt après la fin de l'impulsion car il n'est pas 10 nécessaire d'attendre après le temps de recouvrement des amplificateurs et des filtres passe-bas (43 à 50). Il est ainsi typiquement possible de débuter les mesures quelques microsecondes après la fin de l'impulsion.
= 2) Il est possible de faire des mesures pendant la durée de l'impulsion (On-time) tel que démontré dans le graphique de la Figure VII.
15 3) Cette approche permet d'avoir une surface de lecture plus importante qu'avec les approches traditionnelles. La sensibilité de ce type de récepteur est proportionnel à sa surface selon l'équation suivante : V=NAdB/dt où N est le nombre de spires de la boucle de réception, A
sa surface et dB/dt représente le taux de variation du champ magnétique en fonction du temps.
Dans le cas de cette approche, l'augmentation de la surface des boucles de réceptions n'a aucun 20 effet sur l'insensibilité des boucles de réception par rapport au champ primaire crée par la boucle d'excitation. C'est tout à fait le contraire avec les systèmes traditionnels qui ne peuvent trop augmenter la surface des boucles de réception car cela a pour effet d'augmenter le couplage électromagnétique entre la boucle d'excitation et la boucle de réception.
Dans la majorité des autres systèmes, pour que la tension induite lors de l'impulsion d'excitation ne soit pas trop importante et qu'ils puissent débuter l'acquisition le plus tôt possible après la fin de l'impulsion, il est nécessaire d'utiliser une boucle de réception dont le diamètre est environ dix fois plus faible que la boucle d'excitation. A titre d'exemple, pour une boucle d'excitation de 11 m, la boucle de réception a un diamètre de 1,1 m et la surface de réception est alors de 0,95 m2.
Dans le cas de cet exemple de réalisation de l'invention, chaque boucle de réception a une surface d'environ 0,62 m2. Comme la mesure de la composante Z du champ magnétique est réalisée à
l'aide de 8 modules, cela donne une surface de mesure de près de 5 m2. Pour obtenir une sensibilité égale aux autres systèmes, les boucles de réceptions du système de la présente invention, nécessitent d'avoir 5 fois moins de spires, ce qui réduit la valeur de l'inductance d'un facteur 25, ce qui augmente la fréquence de résonnance des récepteurs d'où la bande passante en est d'autant augmentée.
= 4) Étant très peu sensible au champ de l'inducteur, le système n'a pas besoin de corriger d'éventuelles erreurs de mesures des composantes X, Y et Z du champ électromagnétique causées par le courant résiduel de la boucle d'induction qui toutes proportions gardées, est très long à annuler. Le graphique de la Figure VIII qui présente en noir la variation du courant et en rouge la mesure du champ électromagnétique. I1 est facile de constater que le courant prend plus de 40 microsecondes à se stabiliser à la valeur de 0 ampère alors que la lecture du champ électromagnétique est stable après moins que 5 microsecondes.
Pour arriver à faire des mesures durant la durée de l'impulsion et très tôt après sa fin, à ce jour, plusieurs méthodes ont fait l'objet de demandes de brevet ou de brevets. La méthode apparait la plus répandue consiste à utiliser un bobinage additionnel au bobinage d'excitation, ce bobinage, plus petit que celui d'excitation, est placé près du bobinage de réception.
Les diamètres et le nombre des spires doivent être très bien ajustés de sorte à annuler le champ d'excitation. Cette approche nommée habituellement Bucking Coil et se retrouve dans les documents brevets WO 20 1 0/0225 1 5 Al, US-5,557,206 et CA-2,420,806. Cette approche a les inconvénients suivants : l'ensemble des bobinages (minimum de 3 voir de 5) doit être mécaniquement très stable les uns par rapport aux autres. La moindre variation de position entre ces bobinages entraine d'importants signaux parasites.
Une deuxième approche de l'art antérieur consiste à utiliser 2 bobinages de réceptions pour la composante Z du champ magnétique. Ces deux boucles de réceptions sont branchées de sorte à
soustraire le signal de la boucle d'induction. En principe si ils s'y prennent correctement, c'est-à-dire avoir les bons diamètres au niveau des 3 bobinages (2 de réception et 1 d'induction), une bonne concentricité et un bon ratio de spires entre les 2 bobinages de réception, il est alors possible d'annuler le champ de l'inducteur. La réponse des récepteurs pour la composante Z du champ est alors la différence d'amplitude entre l'amplitude obtenue au niveau de chacun des récepteurs. Cela revient à dire que cette approche intègre le champ compris dans l'espace séparant les 2 récepteurs.
En résumé cette approche a les inconvénients suivants :
= Puisque les récepteurs sont des boucles dont le diamètre est proche du diamètre maximal de l'ensemble, ils doivent être enroulés sur leur support une fois le montage de l'ensemble complété. Le support mécanique qui fait généralement plus de 10 mètres de diamètre doit être assemblé pour pouvoir par la suite y enrouler les deux récepteurs en opposition de phase et le bobinage d'induction.
= Les récepteurs Rogowsky doivent être enroulés autour de la boucle d'induction. Ces récepteurs sont alors vraisemblablement enroulés sur des tubes dans les quels passe la boucle inductrice; cette approche complique le montage de la boucle d'induction et de plus la surface de mesure de ce type de récepteur est généralement faible.
= Cette approche nécessite de bobiner et débobiner au moins 3 boucles lors de chaque montage et démontage du système, ce qui complique le montage/démontage et en augmente le temps de réalisation.
La conception des systèmes de l'invention est fonction des objectifs du levé:
dans les explorations de minéraux ( EM prospecting ), le besoin principal est de localiser des dépôts massifs de sulfites ou de métaux. La réponse aux moyens conducteurs est de 10 à 100 fois supérieure au niveau du bruit de fond. Dépendant de la conduction de la surcharge, les profondeurs d'investigation peuvent atteindre jusqu'à 600 mètres, dans des investigations environnementales ( EM sounding ), le besoin de délimiter les contrastes de conductivité
associés avec la lithologie et les altérations hydrothermales. Le niveau de sensibilité de ces applications est d'environ 50 fois supérieur au niveau du bruit de fond. Les profondeurs d'investigations de ces applications vont de 0 à 250 mètres.
Basé notamment sur l'utilisation d'un couplage rigide de la paire émetteur-récepteurs, le système proposé (nommé NovaTEMTM) est conçu pour permettre une grande pénétration pour les prospections TDEM et une grande résolution pour les sondages TDEM.
NovaTEMTM peut être comparé à des dispositifs existants pour la profondeur de pénétration et/ou pour la résolution. La différence principale avec ces systèmes est le très faible niveau de bruit résultant de la rigidité de la construction de la paire émetteur-récepteurs.
En résumé cette approche a les inconvénients suivants :
= Puisque les récepteurs sont des boucles dont le diamètre est proche du diamètre maximal de l'ensemble, ils doivent être enroulés sur leur support une fois le montage de l'ensemble complété. Le support mécanique qui fait généralement plus de 10 mètres de diamètre doit être assemblé pour pouvoir par la suite y enrouler les deux récepteurs en opposition de phase et le bobinage d'induction.
= Les récepteurs Rogowsky doivent être enroulés autour de la boucle d'induction. Ces récepteurs sont alors vraisemblablement enroulés sur des tubes dans les quels passe la boucle inductrice. Cette approche complique le montage de la boucle d'induction et de plus la surface de mesure de ce type de récepteur est généralement faible.
= Cette approche nécessite de bobiner et débobiner au moins 3 boucles lors de chaque montage et démontage du système, ce qui complique le montage/démontage et en augmente le temps de réalisation.
Bien que la présente invention ait été décrite à l'aide de mises en oeuvre spécifiques, il est entendu que plusieurs variations et modifications peuvent se greffer aux dites mises en oeuvre, et la présente invention vise à couvrir de telles modifications, usages ou adaptations de la présente invention suivant en général, les principes de l'invention et incluant toute variation de la présente 5 description qui deviendra connue ou conventionnelle dans le champ d'activité
dans lequel se retrouve la présente invention, et qui peut s'appliquer aux éléments essentiels mentionnés ci-haut, en accord avec la portée des revendications suivantes.
Dans le cas où les 2 boucles d'excitation sont utilisées en même temps, la tension induite aux bornes des boucles sera le double de la tension induite lorsqu'une seule boucle d'excitation est utilisée puisque le champ magnétique induit est la somme du champ produit par chacune des boucles d'excitation.
Dans le cas présent, pour être en mesure d'annuler le courant en moins de 30 microsecondes en utilisant une boucle d'excitation à 2 spires, la tension de décharge de la boucle (kick-back) doit être de 2 kilovolts alors que le fait d'utiliser deux boucles indépendantes à
1 seule spire couplées à 2 injecteurs génère une tension de décharge de 1 kilovolt.
Deuxième amélioration :
Le montage de ce système consiste en gros à relier les 8 segments (1) a (8) entre eux à l'aide des pièces de jonctions (l') à (8'), de relier les haubans (1") à (8") et de placer le fil servant à
l'induction du champ primaire dans le logement 20 prévu à cet effet. Améliorer le détail de la Figure V.
Chacun des huit segments de ce système intègrent deux boucles de réception numéros (22) et (23). Les boucles de réceptions sont situées dans les gorges (18-19) et (20-21). Le positionnement de ces boucles de réception est fait en usine de façon très précise est n'a jamais à
être ajusté sur site. La position du logement (20) de la boucle d'excitation est faite de telle sorte qu'elle n'induit pas ou peu de signal au niveau des boucles de réception. Il n'y a alors aucun ajustement délicat à faire sur site, ce qui simplifie le montage et s'accompagne d'une réduction très importante du temps de montage du système (S).
En laboratoire, il a été possible d'atténuer le signal de la boucle d'induction d'un facteur de 60 dB (facteur 1000 en tension). Il semble raisonnable de s'attendre à obtenir une atténuation de 40 5 dB (facteur 100) du signal de la boucle d'induction en condition réelle d'utilisation sur site.
Le fait de placer les boucles de réception par rapport à la boucle d'induction de telle sorte à ce qu'il n'y ait pas ou peu de tension d'induite présente au moins 4 avantages importants.
= 1) Il n'y a jamais de saturation des amplificateurs de la boucle de réception. Cela permet notamment de débuter l'acquisition des signaux très tôt après la fin de l'impulsion car il n'est pas 10 nécessaire d'attendre après le temps de recouvrement des amplificateurs et des filtres passe-bas (43 à 50). Il est ainsi typiquement possible de débuter les mesures quelques microsecondes après la fin de l'impulsion.
= 2) Il est possible de faire des mesures pendant la durée de l'impulsion (On-time) tel que démontré dans le graphique de la Figure VII.
15 3) Cette approche permet d'avoir une surface de lecture plus importante qu'avec les approches traditionnelles. La sensibilité de ce type de récepteur est proportionnel à sa surface selon l'équation suivante : V=NAdB/dt où N est le nombre de spires de la boucle de réception, A
sa surface et dB/dt représente le taux de variation du champ magnétique en fonction du temps.
Dans le cas de cette approche, l'augmentation de la surface des boucles de réceptions n'a aucun 20 effet sur l'insensibilité des boucles de réception par rapport au champ primaire crée par la boucle d'excitation. C'est tout à fait le contraire avec les systèmes traditionnels qui ne peuvent trop augmenter la surface des boucles de réception car cela a pour effet d'augmenter le couplage électromagnétique entre la boucle d'excitation et la boucle de réception.
Dans la majorité des autres systèmes, pour que la tension induite lors de l'impulsion d'excitation ne soit pas trop importante et qu'ils puissent débuter l'acquisition le plus tôt possible après la fin de l'impulsion, il est nécessaire d'utiliser une boucle de réception dont le diamètre est environ dix fois plus faible que la boucle d'excitation. A titre d'exemple, pour une boucle d'excitation de 11 m, la boucle de réception a un diamètre de 1,1 m et la surface de réception est alors de 0,95 m2.
Dans le cas de cet exemple de réalisation de l'invention, chaque boucle de réception a une surface d'environ 0,62 m2. Comme la mesure de la composante Z du champ magnétique est réalisée à
l'aide de 8 modules, cela donne une surface de mesure de près de 5 m2. Pour obtenir une sensibilité égale aux autres systèmes, les boucles de réceptions du système de la présente invention, nécessitent d'avoir 5 fois moins de spires, ce qui réduit la valeur de l'inductance d'un facteur 25, ce qui augmente la fréquence de résonnance des récepteurs d'où la bande passante en est d'autant augmentée.
= 4) Étant très peu sensible au champ de l'inducteur, le système n'a pas besoin de corriger d'éventuelles erreurs de mesures des composantes X, Y et Z du champ électromagnétique causées par le courant résiduel de la boucle d'induction qui toutes proportions gardées, est très long à annuler. Le graphique de la Figure VIII qui présente en noir la variation du courant et en rouge la mesure du champ électromagnétique. I1 est facile de constater que le courant prend plus de 40 microsecondes à se stabiliser à la valeur de 0 ampère alors que la lecture du champ électromagnétique est stable après moins que 5 microsecondes.
Pour arriver à faire des mesures durant la durée de l'impulsion et très tôt après sa fin, à ce jour, plusieurs méthodes ont fait l'objet de demandes de brevet ou de brevets. La méthode apparait la plus répandue consiste à utiliser un bobinage additionnel au bobinage d'excitation, ce bobinage, plus petit que celui d'excitation, est placé près du bobinage de réception.
Les diamètres et le nombre des spires doivent être très bien ajustés de sorte à annuler le champ d'excitation. Cette approche nommée habituellement Bucking Coil et se retrouve dans les documents brevets WO 20 1 0/0225 1 5 Al, US-5,557,206 et CA-2,420,806. Cette approche a les inconvénients suivants : l'ensemble des bobinages (minimum de 3 voir de 5) doit être mécaniquement très stable les uns par rapport aux autres. La moindre variation de position entre ces bobinages entraine d'importants signaux parasites.
Une deuxième approche de l'art antérieur consiste à utiliser 2 bobinages de réceptions pour la composante Z du champ magnétique. Ces deux boucles de réceptions sont branchées de sorte à
soustraire le signal de la boucle d'induction. En principe si ils s'y prennent correctement, c'est-à-dire avoir les bons diamètres au niveau des 3 bobinages (2 de réception et 1 d'induction), une bonne concentricité et un bon ratio de spires entre les 2 bobinages de réception, il est alors possible d'annuler le champ de l'inducteur. La réponse des récepteurs pour la composante Z du champ est alors la différence d'amplitude entre l'amplitude obtenue au niveau de chacun des récepteurs. Cela revient à dire que cette approche intègre le champ compris dans l'espace séparant les 2 récepteurs.
En résumé cette approche a les inconvénients suivants :
= Puisque les récepteurs sont des boucles dont le diamètre est proche du diamètre maximal de l'ensemble, ils doivent être enroulés sur leur support une fois le montage de l'ensemble complété. Le support mécanique qui fait généralement plus de 10 mètres de diamètre doit être assemblé pour pouvoir par la suite y enrouler les deux récepteurs en opposition de phase et le bobinage d'induction.
= Les récepteurs Rogowsky doivent être enroulés autour de la boucle d'induction. Ces récepteurs sont alors vraisemblablement enroulés sur des tubes dans les quels passe la boucle inductrice; cette approche complique le montage de la boucle d'induction et de plus la surface de mesure de ce type de récepteur est généralement faible.
= Cette approche nécessite de bobiner et débobiner au moins 3 boucles lors de chaque montage et démontage du système, ce qui complique le montage/démontage et en augmente le temps de réalisation.
La conception des systèmes de l'invention est fonction des objectifs du levé:
dans les explorations de minéraux ( EM prospecting ), le besoin principal est de localiser des dépôts massifs de sulfites ou de métaux. La réponse aux moyens conducteurs est de 10 à 100 fois supérieure au niveau du bruit de fond. Dépendant de la conduction de la surcharge, les profondeurs d'investigation peuvent atteindre jusqu'à 600 mètres, dans des investigations environnementales ( EM sounding ), le besoin de délimiter les contrastes de conductivité
associés avec la lithologie et les altérations hydrothermales. Le niveau de sensibilité de ces applications est d'environ 50 fois supérieur au niveau du bruit de fond. Les profondeurs d'investigations de ces applications vont de 0 à 250 mètres.
Basé notamment sur l'utilisation d'un couplage rigide de la paire émetteur-récepteurs, le système proposé (nommé NovaTEMTM) est conçu pour permettre une grande pénétration pour les prospections TDEM et une grande résolution pour les sondages TDEM.
NovaTEMTM peut être comparé à des dispositifs existants pour la profondeur de pénétration et/ou pour la résolution. La différence principale avec ces systèmes est le très faible niveau de bruit résultant de la rigidité de la construction de la paire émetteur-récepteurs.
En résumé cette approche a les inconvénients suivants :
= Puisque les récepteurs sont des boucles dont le diamètre est proche du diamètre maximal de l'ensemble, ils doivent être enroulés sur leur support une fois le montage de l'ensemble complété. Le support mécanique qui fait généralement plus de 10 mètres de diamètre doit être assemblé pour pouvoir par la suite y enrouler les deux récepteurs en opposition de phase et le bobinage d'induction.
= Les récepteurs Rogowsky doivent être enroulés autour de la boucle d'induction. Ces récepteurs sont alors vraisemblablement enroulés sur des tubes dans les quels passe la boucle inductrice. Cette approche complique le montage de la boucle d'induction et de plus la surface de mesure de ce type de récepteur est généralement faible.
= Cette approche nécessite de bobiner et débobiner au moins 3 boucles lors de chaque montage et démontage du système, ce qui complique le montage/démontage et en augmente le temps de réalisation.
Bien que la présente invention ait été décrite à l'aide de mises en oeuvre spécifiques, il est entendu que plusieurs variations et modifications peuvent se greffer aux dites mises en oeuvre, et la présente invention vise à couvrir de telles modifications, usages ou adaptations de la présente invention suivant en général, les principes de l'invention et incluant toute variation de la présente 5 description qui deviendra connue ou conventionnelle dans le champ d'activité
dans lequel se retrouve la présente invention, et qui peut s'appliquer aux éléments essentiels mentionnés ci-haut, en accord avec la portée des revendications suivantes.
Claims (56)
1. Système véhiculé pour la prospection géophysique de type TDEM, caractérisé
en ce que ledit système comporte au moins un élément inducteur émetteur d'un champ magnétique primaire induit pendant la période de mesure et au moins un élément récepteur du champ magnétique secondaire émis en retour par le sol exposé audit champ primaire induit pendant ladite période de mesure, ledit système étant configuré de façon que l'élément récepteur est peu sensible, de préférence quasi-insensible, plus préférentiellement insensible au champ primaire induit.
en ce que ledit système comporte au moins un élément inducteur émetteur d'un champ magnétique primaire induit pendant la période de mesure et au moins un élément récepteur du champ magnétique secondaire émis en retour par le sol exposé audit champ primaire induit pendant ladite période de mesure, ledit système étant configuré de façon que l'élément récepteur est peu sensible, de préférence quasi-insensible, plus préférentiellement insensible au champ primaire induit.
2. Système véhiculé selon la revendication 1, caractérisé ce que l'élément récepteur de par le positionnement spatial de l'élément récepteur par rapport à l'élément inducteur est peu sensible, de préférence quasi-insensible, plus préférentiellement insensible au champ primaire induit.
3. Système véhiculé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit système possède la capacité de neutraliser le champ primaire induit, ladite annulation étant réalisée par sommation des flux électromagnétiques entrant et sortant dans ledit système.
4. Système véhiculé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite annulation est réalisée par sommation des flux électromagnétique entrant et sortant de part et d'autre dudit au moins un élément inducteur.
5. Système véhiculé selon la revendication 4, dans lequel l'annulation des flux entrant et sortant se fait au travers des surfaces dudit au moins un élément récepteur qui est positionné de part et d'autre dudit au moins un élément inducteur.
6. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit système possède la capacité d'annuler au moins 90%, de préférence la capacité
d'annuler environ 100% du champ primaire induit, et plus préférence la capacité
d'annuler 100% du champ primaire induit.
d'annuler environ 100% du champ primaire induit, et plus préférence la capacité
d'annuler 100% du champ primaire induit.
7. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il permet de réaliser des mesures (on time) pendant la durée d'excitation dudit élément inducteur par un courant d' induction qui génère ledit champ primaire, en plus de pouvoir réaliser des mesures lorsque ledit courant d'induction est retourné à 0 ampère (off-time).
8. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant au moins un des éléments suivants:
une source d'impulsion d'un courant qui est par exemple de l'ordre de 800 ampères pour un champ induit de l'ordre de 90 000 A/m2, et qui alimente ledit au moins un élément inducteur ;
un élément inducteur comprenant une ou plusieurs boucle(s) d'excitation ( transmitter coil ) transformant l'impulsion de courant en un front d'onde électromagnétique du champ qui est de type transitoire, de préférence la durée dudit front d'onde électromagnétique étant programmable, avantageusement de quelques millisecondes à plus de 10 millisecondes;
un élément récepteur comprenant une ou plusieurs boucles réceptrices captant le champ électromagnétique secondaire qui revient du sol à la suite de l'excitation du sol par le champ primaire induit;
un circuit d'amplification des champs présents dans le système, notamment des champs secondaires, ledit circuit d'amplification étant de préférence à très faible bruit et son gain variant avantageusement dynamiquement, de préférence de +6 à +40 dB par boucle de réception; et un circuit de numérisation ( A/D converter ) qui convertit le signal en retour, induit au niveau des boucles réceptrices par le champ magnétique secondaire, en des données numériques pouvant avantageusement être traitées et stockées par un micro-ordinateur.
une source d'impulsion d'un courant qui est par exemple de l'ordre de 800 ampères pour un champ induit de l'ordre de 90 000 A/m2, et qui alimente ledit au moins un élément inducteur ;
un élément inducteur comprenant une ou plusieurs boucle(s) d'excitation ( transmitter coil ) transformant l'impulsion de courant en un front d'onde électromagnétique du champ qui est de type transitoire, de préférence la durée dudit front d'onde électromagnétique étant programmable, avantageusement de quelques millisecondes à plus de 10 millisecondes;
un élément récepteur comprenant une ou plusieurs boucles réceptrices captant le champ électromagnétique secondaire qui revient du sol à la suite de l'excitation du sol par le champ primaire induit;
un circuit d'amplification des champs présents dans le système, notamment des champs secondaires, ledit circuit d'amplification étant de préférence à très faible bruit et son gain variant avantageusement dynamiquement, de préférence de +6 à +40 dB par boucle de réception; et un circuit de numérisation ( A/D converter ) qui convertit le signal en retour, induit au niveau des boucles réceptrices par le champ magnétique secondaire, en des données numériques pouvant avantageusement être traitées et stockées par un micro-ordinateur.
9. Système véhiculé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est configuré de façon à
minimiser toute altération à la sensibilité de mesure dudit système.
minimiser toute altération à la sensibilité de mesure dudit système.
10. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est configuré de façon à ce qu'aucune erreur ou altération de la sensibilité
de mesure dudit système ne se produise lors de l'utilisation dudit système.
de mesure dudit système ne se produise lors de l'utilisation dudit système.
11. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel ledit au moins un élément inducteur comprend n boucle(s) d'induction, n' étant un nombre entier supérieur ou égal à 1, de préférence n étant supérieur ou égal à 2, montée(s) en parallèle, de préférence chacune desdites boucles d'induction étant alimentée à partir d'un injecteur de courant indépendant.
12. Système véhiculé selon la revendication 11, dans lequel chacun des injecteurs de courant possède les mêmes caractéristiques de courant, en particulier le même type de courant produit et la même intensité de courant.
13. Système véhiculé selon la revendication 12, comportant 2 boucles d'induction alimentés par 2 injecteurs de courant indépendant, chaque injecteur de courant injectant le même courant dans chacune des 2 boucles d' induction.
14. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce qu'il est configuré pour limiter les tensions inverses aux bornes de l'élément inducteur à
des valeurs élevées tout en permettant le retour à 0 ampère du courant circulant dans la boucle.
des valeurs élevées tout en permettant le retour à 0 ampère du courant circulant dans la boucle.
15. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel la tension induite (Vind) aux bornes de la boucle d'induction est fixée à une valeur permettant d'annuler le courant circulant dans la boucle d'induction dans un temps court, qui est par exemple inférieur ou égal à 30 microsecondes, de préférence inférieur à 20 microsecondes, pour une tension inférieure ou égale à 1 kilovolt; la tension induite suivant l'équation suivante : Vind= Ldl/dt.
16. Système véhiculé selon la revendication 15, comportant deux boucles d'induction indépendantes couplées à 2 injecteurs de façon à générer une tension inverse qui est de préférence de l'ordre de 1 Kilovolt, permettant l'annulation, de préférence en moins de 30 gs, du courant circulant dans la boucle inductrice.
17. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 8 à 16, caractérisé en ce que la configuration physique des boucles réceptrices présentes dans ledit système est telle qu'elle facilite le montage de l'ensemble des composants du système.
18. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 8 à 15, dans lequel la configuration des boucles réceptrices assure la, de préférence très bonne, stabilité du positionnement relatif entre la boucle d'émission et les boucles réceptrices.
19. Système véhiculé selon la revendication 18, dans lequel la stabilité du positionnement relatif entre la boucle d'émission et les boucles de réception est générée par la proximité
des boucles, sans création d'une amplitude de mouvement significative.
des boucles, sans création d'une amplitude de mouvement significative.
20. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé par une importante réduction du bruit généré mécaniquement par les déformations physiques de la structure dudit système prenant place lors de l'utilisation dudit système pour la mesure de prospection.
21. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce qu'il comporte un nombre pair ou impair de sections qui sont de préférence sensiblement identiques, de préférence le système est constitué d'au moins 4 sections, de préférence d'au moins 6 sections, plus préférentiellement encore d'au moins 8 sections linéaires (notamment dans le cas d'un kit transportable par voie aéroportée) et plus avantageusement encore d'au moins 10 sections, lesdites sections étant reliées entre elles 2 par 2 par un élément de jonction assurant la solidarisation de 2 sections adjacentes.
22. Système véhiculé selon la revendication 21, dans lequel chaque section comporte au moins une partie de l'élément inducteur et au moins un élément récepteur.
23. Système véhiculé selon la revendication 22, dans lequel chacune des sections est construite à partir de, de préférence 3, tubes solidarisés par des plaques, de préférence solidarisées par 3 plaques, qui sont avantageusement perforées.
24. Système véhiculé selon la revendication 23, dans lequel les tubes qui sont de préférence en fibre de carbone sont maintenus entre eux à l'aide de plaques fait de préférence d'un matériau composite.
25. Système véhiculé selon la revendication 23 ou 24, dans lequel 2 des 3 plaques contiennent chacune une gorge destinée à accueillir une boucle réceptrice.
26. Système véhiculé selon la revendication 25, dans lequel deux des 3 plaques comportent une gorge de forme ovale dont la longueur est avantageusement de l'ordre de 4 mètres par 0,4 mètre de large.
27. Système véhiculé selon la revendication 23, dans lequel une des plaques, de préférence la troisième des 3 plaques, comporte un support dans lequel est positionné la boucle d'excitation, ce support est de préférence en forme de carré et la boucle d'excitation est maintenue en place dans ce support à l'aide d'un dispositif de maintien amovible.
28. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 8 à 27, dans lequel la longueur de la boucle réceptrice est adaptée au cahier de charge dudit système.
29. Système véhiculé selon la revendication 28, dans lequel les spécifications du système sont fonction de l'intensité du champ magnétique souhaité et/ou fonction du positionnement spatial dudit système par rapport au véhicule assurant le déplacement dudit système lors de l'utilisation dudit système pour la mesure de prospection.
30. Système véhiculé selon la revendication 25, destiné à être héliporté, comportant deux boucles réceptrices ayant une longueur qui est de l'ordre de 4 mètres de long et une largeur qui est de préférence d'environ 0,4 mètre.
31. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 25 à 30, dans lequel, dans chacune des gorges, sont insérées plusieurs spires d'un fil conducteur qui est de préférence un fil de cuivre, lesdits bobinages ainsi constitués servant à la réception du champ électromagnétique secondaire en provenance du sol.
32. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 23 à 31, dans lequel le bobinage présent dans les plaques placées à l'horizontale servent à mesurer la composante Z du champ électromagnétique alors que les plaques dans lesquels sont positionnés les boucles de réception sont placées dans le plan vertical servent à mesurer les composantes X et Y du champ électromagnétique.
33. Système véhiculé selon la revendication 15, comportant n', n' étant un nombre entier supérieur ou égal à 1, boucles réceptrices, de préférence n'est le nombre entier 16.
34. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 1 à 29, dans lequel chacune des boucles réceptrice est placée par rapport à la boucle d'émission de telle sorte que la tension induite au niveau de ces boucles de réceptions soit quasi nulle pendant la période d'excitation de l'élément inducteur (voir figure 2).
35. Système véhiculé selon la revendication 34, dans lequel le câble de la boucle d'émission est dans chaque section positionné par rapport à la au moins une boucle réceptrice, de telle sorte que la résultante du flux traversant les boucles de réception soit nulle ou quasi nulle.
36. Système véhiculé selon la revendication 35, dans lequel la boucle d'émission est un câble positionné de sorte à ce qu'il décrive un triangle isocèle avec les centres des boucles de réception.
37. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 17 à 36, dans lequel les, de préférence 8, modules de réception placés dans le même plan que la boucle d'émission (plan Z) sont connectés à un circuit de sommation analogique de façon à
fournir un signal qui intègre la totalité du champ sur 360°.
fournir un signal qui intègre la totalité du champ sur 360°.
38. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 1 à 37, dans lequel chaque boucle de réception comporte un amplificateur permettant d'isoler électriquement les uns des autres.
39. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 1 à 38, dans lequel dans le cas où ledit système comporte n (de préférence n= 8) sections, les signaux des n (de préférence des 8 amplificateurs) présents sont additionnés à l'aide d'un circuit de sommation.
40. Système véhiculé selon la revendication 39, dans lequel ledit système permet d'obtenir la même sensibilité qu'un système comportant une seule boucle réceptrice 8 fois plus grande.
41. Système véhiculé selon la revendication 35, dans lequel la fréquence de résonnance de boucles de réception reste élevée contrairement à la fréquence de résonnance d'une seule grande boucle de réception.
42. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 17 à 36, dans lequel les boucles réceptrices verticales sont regroupées par deux de préférence à l'aide d'un circuit de sommation analogique.
43. Système véhiculé selon la revendication 42, comportant 8 sections et dans lequel les boucles 1 & 8 et 4 & 5 mesurent les composantes X+ et X- du champ électromagnétique alors que les boucles 2 & 3 et 6 & 7 mesurent les composantes Y+ et Y- du champ électromagnétique.
44. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 1 à 43, comportant additionnellement un dispositif permettant d'accrocher ledit système sous ou à
l'avant ou à l'arrière ou au-dessus d'un véhicule en mouvement qui est de préférence un véhicule de type aéroporté qui est de préférence un avion ou un hélicoptère.
l'avant ou à l'arrière ou au-dessus d'un véhicule en mouvement qui est de préférence un véhicule de type aéroporté qui est de préférence un avion ou un hélicoptère.
45. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 1 à 44, de type autonome comportant au moins un générateur de courant et au moins un émetteur configuré
pour transmettre les résultats des mesures réalisées à un centre d'analyse des mesures, ledit centre étant positionné à l'extérieur dudit système.
pour transmettre les résultats des mesures réalisées à un centre d'analyse des mesures, ledit centre étant positionné à l'extérieur dudit système.
46. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 1 à 45, de type semi-autonome comportant au moins une connexion physique avec un générateur de courant situé à l'extérieur dudit système et/ou au moins une connexion avec un dispositif recevant les résultats des mesures de détection réalisées avec ledit système et/ou au moins un émetteur configuré pour transmettre les résultats des mesures réalisées par ledit système.
47. Système véhiculé selon l'une quelconque des revendications 1 à 46, dans lequel le véhicule est choisi dans le groupe constitué par les véhicules se déplaçant directement au contact du sol, les véhicules se déplaçant dans le ciel et les véhicules se déplaçant sur et/ou sous l'eau.
48. Procédé de fabrication d'un système tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 47, dans lequel les éléments constitutifs dudit système sont assemblés selon les méthodes connues d'assemblage.
49. Procédé de fabrication selon la revendication 48, dans lequel les méthodes connues d'assemblage sont choisies dans le groupe constitué par : le rivetage, l'encliquetage, le collage, le soudage, le rivetage et le vissage.
50. Méthode de détection minière et/ou environnementale consistant à accrocher un système tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 47, sous ou à
l'avant d'un véhicule aéroporté ou d'un véhicule automobile ou d'un bateau ou d'un véhicule amphibie.
l'avant d'un véhicule aéroporté ou d'un véhicule automobile ou d'un bateau ou d'un véhicule amphibie.
51. Méthode de détection selon la revendication 50, dans lequel ledit système est accroché au moyen d'un câble et/ ou au moyen d'une tige rigide.
52. Méthode de détection selon la revendication 51, dans lequel la distance entre ledit véhicule porteur et le dit système en fonctionnement est maintenue entre 1 et 5 mètres.
53. Méthode de détection selon l'une quelconque des revendications 50 à 52, dans lequel ledit système est fixé à l'avant dudit véhicule et son plan fait un angle avec l'horizontale du lieu, cet angle est avantageusement compris entre 0 et 30 degrés.
54. Méthode de détection selon l'une quelconque des revendications 50 à 53, dans laquelle ledit système après avoir est connecté à une alimentation est utilisé de façon à générer un cycle complet d'acquisition électromagnétique.
55. Méthode de détection selon la revendication 54, dans lequel le cycle complet d'acquisition électromagnétique est le suivant :
- le microordinateur génère un signal destiné à synchroniser l'ensemble du système électronique, de préférence ce signal prend la forme d'un créneau de synchronisation dont la récurrence ainsi que les temps aux valeurs 0 et 1 sont variables, avantageusement la récurrence du créneau de synchronisation varie de 25 à 125 Hz alors que la durée du signal de synchronisation à la valeur 1 varie avantageusement de 1 à 4 millisecondes; ce signal sert à
synchroniser l'ensemble du système électronique ;
- le passage de la valeur "1" du signal de synchronisation active la source de courant et démarre l'acquisition des composantes électromagnétiques et de la valeur du courant d'excitation, cette partie du cycle correspond au On time ;
- le passage de la valeur "0" du signal de synchronisation coupe la source de courant et continue l'acquisition des composantes électromagnétiques et de la valeur du courant d'excitation, cette partie du cycle correspond au Off Time ;
- tout au long du "Off Time", le microordinateur évalue l'amplitude de chacun des signaux électromagnétiques provenant de chacune des composantes du champ électromagnétique ; lorsque, de préférence au moment précis où, chacune des composantes Z, X+, X-, Y+, Y- retrouve sous un certain niveau d'amplitude, avantageusement lorsque le niveau d'amplitude est de l'ordre de 100 millivolts, le microordinateur augmente le gain, avantageusement l'augmentation du gain est de l'ordre de +40 dB, dans le but d'augmenter la sensibilité pour les signaux de faibles amplitudes ; et - les données numériques sont stockées en temps réel dans la mémoire d'une unité de calcul et ou de conservation des données, de préférence le stockage des données se fait dans un microordinateur.
- le microordinateur génère un signal destiné à synchroniser l'ensemble du système électronique, de préférence ce signal prend la forme d'un créneau de synchronisation dont la récurrence ainsi que les temps aux valeurs 0 et 1 sont variables, avantageusement la récurrence du créneau de synchronisation varie de 25 à 125 Hz alors que la durée du signal de synchronisation à la valeur 1 varie avantageusement de 1 à 4 millisecondes; ce signal sert à
synchroniser l'ensemble du système électronique ;
- le passage de la valeur "1" du signal de synchronisation active la source de courant et démarre l'acquisition des composantes électromagnétiques et de la valeur du courant d'excitation, cette partie du cycle correspond au On time ;
- le passage de la valeur "0" du signal de synchronisation coupe la source de courant et continue l'acquisition des composantes électromagnétiques et de la valeur du courant d'excitation, cette partie du cycle correspond au Off Time ;
- tout au long du "Off Time", le microordinateur évalue l'amplitude de chacun des signaux électromagnétiques provenant de chacune des composantes du champ électromagnétique ; lorsque, de préférence au moment précis où, chacune des composantes Z, X+, X-, Y+, Y- retrouve sous un certain niveau d'amplitude, avantageusement lorsque le niveau d'amplitude est de l'ordre de 100 millivolts, le microordinateur augmente le gain, avantageusement l'augmentation du gain est de l'ordre de +40 dB, dans le but d'augmenter la sensibilité pour les signaux de faibles amplitudes ; et - les données numériques sont stockées en temps réel dans la mémoire d'une unité de calcul et ou de conservation des données, de préférence le stockage des données se fait dans un microordinateur.
56. Méthode de détection selon la revendication 50 ou 55, dans laquelle le même cycle d'acquisition se répète tout le temps que dure le levée (aussi appelée mesure cartographique complète) électromagnétique.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA2739630A CA2739630A1 (fr) | 2011-05-06 | 2011-05-06 | Systeme vehicule pour la prospection geophysique de type electromagnetique impulsionnel, procede de fabrication du systeme et methodes de detection correspondantes |
| PCT/CA2012/050299 WO2012151695A1 (fr) | 2011-05-06 | 2012-05-07 | Système transporté de levé géophysique du type électromagnétique impulsionnel, procédé de fabrication de système et procédés de détection correspondants |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA2739630A CA2739630A1 (fr) | 2011-05-06 | 2011-05-06 | Systeme vehicule pour la prospection geophysique de type electromagnetique impulsionnel, procede de fabrication du systeme et methodes de detection correspondantes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2739630A1 true CA2739630A1 (fr) | 2012-11-06 |
Family
ID=47138619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA2739630A Abandoned CA2739630A1 (fr) | 2011-05-06 | 2011-05-06 | Systeme vehicule pour la prospection geophysique de type electromagnetique impulsionnel, procede de fabrication du systeme et methodes de detection correspondantes |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA2739630A1 (fr) |
| WO (1) | WO2012151695A1 (fr) |
Family Cites Families (4)
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| US7157914B2 (en) * | 2002-11-20 | 2007-01-02 | Edward Beverly Morrison | Airborne electromagnetic time domain system, computer product and method |
| NO323889B3 (no) * | 2005-11-03 | 2007-07-16 | Advanced Hydrocarbon Mapping As | Framgangsmåte for kartlegging av hydrokarbonreservoarer samt apparat for anvendelse ved gjennomføring av framgangsmåten |
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2011
- 2011-05-06 CA CA2739630A patent/CA2739630A1/fr not_active Abandoned
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2012
- 2012-05-07 WO PCT/CA2012/050299 patent/WO2012151695A1/fr active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| WO2012151695A1 (fr) | 2012-11-15 |
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| FZDE | Dead |
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