FR2620536A1 - Procede de localisation de l'extremite active d'une flute de prospection geophysique marine et systeme correspondant - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé et un système de localisation de l'extrémité active d'une flûte de prospection géophysique marine. Chaque flotteur de queue FL1 , FL2 est muni d'un répondeur acoustique identifié R1 , R2 , permettant d'émettre sur déclenchement une onde acoustique omni-directionnelle. Chaque extrémité active des flûtes F1 , F2 est muni d'un récepteur H1 , H2 de l'onde acoustique omni-directionnelle. Un signal codé SD1 , SD2 est émis du bateau B et permet le déclenchement d'un répondeur acoustique identifié R1 ou R2 , et les temps de propagation t11 , t12 , t21 , t22 , de l'onde acoustique omni-directionnelle entre la source d'émission constituée par le répondeur acoustique R1 , R2 et les récepteurs d'extrémité H1 , H2 , sont mesurés et déterminés. La position réelle des récepteurs d'extrémité H1 , H2 et les extrémités actives correspondantes des flûtes F1 , F2 est calculée par triangulation par rapport aux positions de flotteurs de queue correspondant FL1 , FL2 . Application à la prospection géophysique marine à des installations mono ou multi-flûtes.

Description

PROCEDE DE LOCALISATION DE L'EXTREMITE
ACTIVE D'UNE FLUTE DE PROSPECTION GEOPHYSIQUE MARINE
ET SYSTEME CORRESPONDANT
La présente invention concerne un procédé et un système de localisation de l'extrémité active d'une flûte de prostpection géophysique marine.

Une flute de prospection géophysique marine comporte habituellement un câble semi-rigide comprenant une pluralité d'hydrophones interconnectés de façon à constituer une ou plusieurs voies de réception. Ce type d'appareillage est appelé "Streamer" en langage anglo saxon. En cours de campagne de prospection, une ou plusieurs flutes sont déroulées et remorquées par un bateau. Les flutes présentent une longueur de l'ordre de trois kilomètres et en opération de prospection les échos d'une source sismique, remorquée elle aussi par le bateau, sont détectés par la ou les flutes et enregistrés par des moyens d'enregistrement embarqués sur le bateau.

Afin d'obtenir des images sismiques de qualité, par traitement de données d'échos, il est primordial de connaître la position des flutes par rapport au bateau avec une bonne précision. On a proposé d'associer à chaque flute une pluralité de compas magnétiques régulièrement répartis sur la longueur de la flute afin de déterminer l'orientation et la position de celle-ci. Un flotteur de queue est associé à l'extrémité libre de la flute et l'orientation des différents compas et la détermination de la position du flotteur de queue permet en principe de déterminer l'orientation et la position de la flute considérée.

La solution précédemment décrite n'est cependant pas satisfaisante en raison d'une part, de l'incertitude globale de position déduite de la lecture des compas magnétiques. D'autre part, le flotteur de queue doit, pour des raisons de découplage au bruit de surface de la flute, être relié par un câble de liaison de faible impédance mécanique. Ces câbles de liaison présentent une longueur de l'ordre de 300 mètres et la détermination de la position vraie du flotteur de queue ne peut donc en aucun cas prétendre constituer une détermination de la position vraie de l'extrémité active de la flute. Par extrémité active de la flute on entend tronçon de celle-ci munie d'hydrophones constituant une voie de réception.

La partie active en extrémité active de la flute est habituellement prolongée d'une partie inerte à laquelle est raccroché le câble de liaison.

La présente invention a pour but de remédier aux différentes imperfections précitées par la mise en oeuvre d'un procédé et d'un système de localisation de l'extrémité active d'une flute de prospection géophysique marine permettant de définir la position de l'extrémité active de la flute par rapport au flotteur de queue avec une précision de l'ordre de I mètre dans la direction perpendiculaire à la direction d'avancement du bateau.

Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un procédé et d'un système de localisation de l'extrémité active d'une flute de très grande précision, dans lequel la position de référence de chaque flotteur de queue est déterminée par rapport à un système de radionax igation ou de radiolocalisation à terre.

Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'une flute de prospection géophysique marine de structure nouvelle particulièrement adaptée à la mise en oeuvre du procédé et du système selon l'invention.

Le procédé selon l'invention de localisation de l'extrémité active d'une flute de prospection géophysique marine dans une installation comportant au moins deux flutes remorquées par un bateau muni d'un calculateur de bord et d'un système de communication de radio, chaque flute comportant à son extrémité inerte un flotteur de queue relié à cette extrémité inerte par l'intermédiaire d'un câble de liaison, est remarquable en ce qu'il consiste à munir chacun des flotteurs de queue d'un répondeur acoustique identifié permettant d'émettre, sur déclenchement, une onde acoustique omnidirectionnelle, à munir chacune des extrémités actives des flutes d'un récepteur de l'onde acoustique omnidirectionnelle, puis, successivement, à émettre à partir du système de communication radio du bateau un signal codé permettant le déclenchement d'un répondeur acoustique identifié déterminé, à détecter au niveau de chacun des récepteurs d' extrémité active des flutes l'onde acoustique entre la source d'émission constituée par le répondeur acoustique identifié et lesdits récepteurs d'extrémité, à mémoriser les temps de propagation puis à répéter séquentiellement les étapes précédentes pour chacun des répondeurs acoustiques identifiés, à calculer la position réelle des récepteurs d'extrémité de l'onde acoustique omnidirectionnelle et de 1 ' extremité active correspondante desdites flutes par triangulation par rapport aux positions des flotteurs de queue correspondants.

La flute de prospection géophysique marine objet de l'invention comporte une pluralité d'hydrophones constituant la zone active de celle-ci, la flute étant formée d'une pluralité de tronçons analogues interconnectés par des connecteurs. Elle est remarquable en ce qu'elle comporte entre le dernier tronçon actif de la flute et la partie inerte de celle-ci un tronçon d'extrémité relié à la partie active par un connecteur, ledit tronçon d'extrémité étant équipé d'un hydrophone récepteur.

Le système de localisation de l'extrémité active d'une flute de prospection géophysique marine dans une installation comportant au moins deux flutes remorquées par un bateau, chaque flute comportant à son extrémité inerte un flotteur de queue relié à cette extrémité inerte par l'intermédiaire d'un câble de liaison, est remarquable en ce qu'il comporte un répondeur acoustique identifié associé à chacun des flotteurs de queue et permettant d'émettre une onde acoustique omnidirectionnelle, un récepteur d'extrémité associé à l'extrémité active de chacune desdits flutes, des moyens d'émission séquentielle d'un signal codé permettant le déclenchement d'un répondeur acoustique identifié correspondant déterminé, des moyens de détection, au niveau de chacun des récepteurs d'extrémité active, de l'onde acoustique omnidirectionnelle et de détermination du temps de propagation de ladite onde acoustique entre la source d'émission constituée par le répondeur acoustique identifié considéré et chaque récepteur d'extrémité, des moyens de mémorisation desdits temps de propagation et des moyens de calcul par triangulation de la position vraie de chaque récepteur d'extrémité et de l'extrémité active correspondante desdites flutes par rapport aux positions des flotteurs de queue correspondants.

Le procédé, le système et la flute de prospection géophysique marine objets de l'invention trouvent application à la propection géophysique marine de précision.

Une description du procédé et du système de localisation de l'extrémité active d'une flute de prospection géophysique marine et d'une telle flute de prospection sera donnée dans la description et dans les dessins ci-après dans lesquels
- la figure la représente une vue de profil d'un bateau remorquant au moins une flute prospection géophysique marine,
- la figure lb représente une vue de dessus de la f-igure la dans laquelle le bateau est reputé remorquer deux flutes de prospection géophysique marine,
- la figure lc représente, de façon non limitative dans le cas d'une seule flute, un schéma de protocole d' intercommunication entre le bateau remorqueur et ses installations de communication radio, un système de radionaviguation et le flotteur de queue pour déterminer la position exacte de celui-ci par rapport au système de radio navigation,
- la figure Id représente de façon non limitative une variante de réalisation du procédé objet de l'invention dans le cas ou une seule flute est utilisée,
- la figure 2 représente à titre d'exemple non limitatif, un schema synoptique des moyens de détection, au niveau de chacun des récepteurs d'extrémité active, de l'onde acoustique omnidirectionnelle et de détermination des temps de propagation de l'onde acoustique,
- la figure 3a, relative à l'art antérieur, représente une flute de type classique, plus précisément l'extrémité active de celie-ci,
- la figure 3b représente une flute particulièrement adaptée à la mise en oeuvre du procédé et du système de localisation de l'extrémité active d'une flute de prospection géophysique marine conformément à la présente invention.

Le procédé de localisation de l'extrémité active d'une flute de prospection géophysique marine, objet de l'invention sera tout d'abord décrit en liaison avec les figures la et lb.

Le procédé de localisation de l'extrémité active d'une flute de prospection géophysique marine, objet de l'invention, peut être mis en oeuvre dans une installation comportant au moins deux flutes notées F1, F2 sur la figure lb et sur la figure la, ces flutes étant remorquées par un bateau B. Bien entendu dans un cas particulier de mise en oeuvre du procédé, objet de l'invention, celui-ci peut également être mis en oeuvre dans le cas où une seule flute de prospection géophysique marine, ci-après désignée dans la description par le seul terme flute, est remorquée par un bateau B ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description.

Bien entendu, selon une caractéristique avantageuse pour la mise en oeuvre du procédé objet de l'invention, le bateau B est muni d'un calculateur de bord C ainsi que d'un système double de communication radio lesquels sont notés sur chacune des figures précitées par les références N11 et M2.

ainsi -qu'on l'a en outre représenté en figure la et lb, chaque flute F1, F2, comporte à son extrémité inerte un flotteur de queue FLI,
FL2 relié à l'extrémité inerte précitée par l'intermédiaire d'un cable de liaison CLI, CL2. Bien entendu, dans le cas des figures la, lb, on a représenté une installation comportant uniquement deux flutes ceci afin de ne pas compliquer inutilement les dessins. II est bien entendu que le procédé objet de l'invention, s'applique à une installation comportant un nombre quelconque de flute.

Conformément à l'objet de l'invention, le procédé de localisation de l'extrémité active d'une flute de prospection géophysique marine consiste à munir chacun des flotteurs de queue tels que FLI, FL2, d'un répondeur acoustique identifié R1, R2. Chaque répondeur acoustique identifié RI, R2 perme-t d'émettre une onde acoustique omnidirectionnelle.

Les répondeurs acoustiques identifiés R1 ou R2 peuvent être constitués par
des répondeurs acoustiques normalement disponibles dans le commerce et
commercialisés en France par la société CR.M (SIMRAD).

En outre, conformément au procédé objet de l'invention, celui-ci consiste à munir chacune des extrémités actives des flutes F1, F2 d'un récepteur H1, H2, respectivement pour chaque flute F1, F2. Ce récepteur permet la réception de l'onde acoustique omnidirectionnelle.

Selon un mode opératoire particulièrement avantageux, le procédé de localisation de l'extrémité active d'une flute objet de l'invention consiste alors successivement à émettre à partir du système de communication radio, le système de communication radio M3, par exemple, situé sur le bateau B, un signal codé noté SD1, SD2 permettant le déclenchement d'un répondeur acoustique identifié déterminé R1, R2, et l'émission de l'onde acoustique omnidirectionnelle. En outre l'émission de chaque signal codé SDI, SD2 puis la transmission de ces derniers peuvent être effectuées par l'intermédiaire des circuits ou lignes de transmission intégrées à chacune des flutes Fl, F2.D'une manière avantageuse, chaque signal codé 5D1, SD2 peut consister en un signal d'émission de fréquence fl ou f2 déterminé comprise dans une bande de fréquence allouée spécialement à cet effet. On notera bien entendu que les signaux codés SDI, SD2 sont des signaux radio-électriques de très faible niveau, c'est-à-dire en fait d'un niveau suffisant pour atteindre une portée de l'ordre de 3 à 4 kilomètres.

Bien entendu, on comprendra que le signal codé SDI, permet le déclenchement du répondeur acoustique ainsi identifié R1, celui-ci étant par exemple accordé sur la fréquence fl 1 du signal codé SDI et le signal codé SD2 permet le déclenchement du répondeur acoustique identifié R2 celui-ci étant par exemple accordé sur la fréquence f2 du signal SD2.

Conformément au procédé objet de l'invention, celui-ci consiste à détecter ensuite au niveau de chacun des récepteurs d'extrémité active des flutes, les récepteurs HI ou H2, l'onde acoustique omnidirectionnelle et à déterminer les temps de propagation notés t00, tll, tl2, t2l, t22,
de l'onde acoustique entre la source d'émission constituée par le répondeur
acoustique identifié considéré RI ou R2 et les récepteurs d'extrémité H1
ou H2. Les temps de propagation til, t12, t21, t22 sont bien évidemment mesurés par une impulsion de référence de temps, synchrone par exemple
par rapport à l'instant de déclenchement de chaque répondeur R1 ou R2.

Le procédé objet de l'invention consiste alors à mémoriser
les temps de propagation précités t00, tll, tl2, t21, t22.

On comprendra bien entendu, que, pour l'émission d'une onde acoustique omnidirectionnelle donnée par l'un des répondeurs acoustiques R1 ou R2 peuvent ainsi être mémorisés les temps de propagation correspondant tll, tl2, t21, t22.

Le temps tOO est en fait la différence de temps de propagation en milieu aérien entre les flotteurs de queue FL1, FL2. Cette différence de temps est représentative de la distance séparant ces derniers.

Le mode opératoire permettant d'obtenir la mesure du temps t00 sera décrit ultérieurement dans la description.

Le- procédé objet de l'invention consiste bien entendu à répéter séquentiellement les étapes précédentes consistant successivement à émettre un signal codé SDI ou SD2, puis à détecter les temps de propagation correspondants tll, tl2, ou t21, t22 puis à mémoriser ces temps de propagation pour chacun des répondeurs acoustiques identifiés RI ou R2.

La position réelle des récepteurs d'extrémité Hl, H2 de l'onde acoustique omnidirectionnelle et en définitive de l'extrémité active correspondante des flutes FI, F2 peut alors être calculée par triangulation par rapport aux positions des flotteurs de queue correspondant FLI, ou FL2 respectivement. Bien entendu, pour un nombre plus important de flutes, les opérations précédentes sont répétées séquentiellement pour chaque répondeur acoustique identifié considéré.

Afin de parfaire la détermination de positionnement de chaque flute F1, F2, celles-ci peuvent, de manière non limitative être munies de compas magnétiques permettant de mesurer en fait l'orientation de chacune d'elles. Ces compas magnétiques ne sont pas représentés sur les flutes Fl, F2 afin de ne pas surcharger les dessins.

En outre, afin de déterminer avec précision la position des têtes de flutes FI ou F2, chacune peut être munie d'un répondeur acoustique noté respectivement R3, R4. Le bateau B est alors muni sous sa coque d'un système acoustique immergé noté SA et le déclenchement séquentiel des répondeurs acoustiques R3 et R4 permet par la réception d'une onde acoustique annidirectionnelle émise par chaque répondeur. R3,
R4 par le système acoustique FA de déterminer la position de chaque tête de flute.

Selon une caractéristique particulièrement avantageuse du procédé objet de l'invention, et afin d'obtenir une précision particulièrement grande du positionnement de chaque flute F1 ou F2, le système de communication radio du bateau B comporte en fait deux ensembles MI, MJ de communication radio, le système MI permettant par exemple la réception de signaux engendrés par un système de radio localisation ou de radio-navigation à terre.

Un des modes opératoires particulièrement avantageux du procédé objet de l'invention sera décrit en liaison avec la figure lc dans laquelle le système de radio navigation à terre a été représenté par des balises notées respectivement S1, Si, Si + 1, Sn.

Dans le mode opératoire précité, les flotteurs de queue tels que FLI ou FL2 sont munis chacun d'un répondeur électronique Reis, RE2.

Sur la figure Ic on a représenté une seule flute, la flute FI, afin de ne pas surcharger les dessins. La flute Fl est réputée orientée selon la direction
d 2 et l'axe du bateau B selon la direction a X par rapport au nord géographique N. Sur les figures la et lb, on a en outre représenté les répondeurs électroniques REI et RE2 fixés à la hampe d'un fanion de matérialisation du flotteur FLI ou FL2 à titre d'exemple non limitatif, les répondeurs électroniques REl et RE2 ayant avant tout la qualité de réception et de transmission radio électrique aérienne.

Chaque répondeur électronique RE1 et RE2 est susceptible de recevoir les signaux émis par les balises du système de radio localisation
Si, Si+l ainsi que des signaux d'interrogation émis par les moyens de communication du bateau B. La position des flotteurs de queue FLI, FL2 est alors déterminée comme position absolue par rapport au système de radio localisation à terre Si, Si+l conformément au protocole d'intercommunication et de radio localisation ci-après.

Le procédé objet de l'invention sera tout d'abord décrit selon une variante avantageuse de réalisation non limitative, dans le cas où le système de radionavigation de référence est constitué par un système de radionavigation à localisation de type circulaire. Dans ce cas, le procédé, conformément à l'invention, relativement aux étapes de localisation, consiste à déterminer la position du bateau B par rapport au système de radionavigation, puis à déterminer la position du flotteur de queue FLI par rapport à ce même système de radionavigation de référence, selon un protocole de localisation ci-après. e
Le bateau B comprend un moyen de radio communication comportant un premier moyen d'intercommunication MI entre le bateau B et les sources balises de référence Si, Si + 1 d'un système de radionavigation ou radio localisation à terre et un deuxième moyen lintercommunica- tion Mj entre le deuxième bateau B et un répondeur électronique REI, RE2 solidaire du flotteur de queue FL1, FL2. La direction I est par exemple la direction de l'axe du bateau B.

Le protocole de localisation dans le cas précité, peut consister à interroger au moyen du premier moyen MI, chacune des sources balises de référence notées Si, Si | 1 I ou une pluralité de celles-ci, pour établir, à partir des temps de trajet aller-retour entre le bateau B et chacune des sources balises de référence Si, Si + 1 interrogées, les distances successives MSi ou BSi séparant le bateau B de chacune des sources balises de référence Si, Si + 1. La position du bateau B est alors déterminée à partir des positions des sources balises de référence notées Si, Si + 1. Sur la figure- lc, on a noté Fi la fréquence du signal d'interrogation de chacune des sources Si par les moyens d'intercommunication MI. La fréquence d'émission de chaque source Si étant notée FSi.

Simultanément à la réception des signaux d'émission de fréquence FSi émis par la source balise correspondante Si, ce même signal d'émission est en outre reçu au moyen du répondeur électronique RE1, RIE2 du flotteur de queue FL1, FL2, le signal d'émission de fréquence FSi,
FSi + 1 étant émis en réponse à l'interrogation par la source balise de référence considérée. Le signal d'émission reçu par le répondeur RE1,
RE2 précédemment cité est en outre retransmis et reçu par l'intermédiaire du deuxième moyen d'intercommunication MJ du bateau B par exemple, au bateau B, de façon à déterminer, à partir de l'instant d'interrogation successif de chacune des sources balises de référence Si, le trajet en circuit fermé noté M, Si, FL1, M.Ce trajet est formé par les distances élémentaires MSi, Si FL1 et FL1M séparant respectivement le bateau B, la source balise de référence Si considérée et le flotteur de queue FLI, B et M étant confondus.

Conformément au protocole de localisation représenté en figure lc, une interrogation au moyen du deuxième moyen d'intercommunication MJ du flotteur de queue FLI permet de déterminer la distance, séparant le point R du bateau B du flotteur de queue FLI. La distance séparant le flotteur de queue FLI d'au moins deux sources de balises de référence notées Si, Si + 1, distance notée Si, FLI, Si + I, FL1 est déterminée par le calcul de la différence entre les distances des trajets en circuit fermé correspondantes, distances notées MSi FLlM, MSi + IFLIM et la distance notée MFL 1.

La position du flotteur de queue FLI par localisation de type circulaire par rapport au système de radionavigation de référence, peut alors être déterminée à partir des distances notées Si FLI, Si + I FLI séparant le flotteur de queue FLI des sources balises de référence d'ordre i, i I 1.

Conformément à une caractéristique avantageuse du procédé
objet de l'invention, la retransmission au bateau B du signal d'émission de
fréquence FSi, reçu par le répondeur électronique RIEl par l'intermédiaire
du deuxième moyen d'intercommunication MJ et /ou l'interrogation du
flotteur de queue FL1 au moyen du deuxième moyen d'intercommunication hAJ, peuvent être effectuées à faible puissance et à une fréquence porteuse fFLI, FFL1 de valeur différente de la fréquence d'émission FSi, FSi + I des sources balises de référence Si, Si + 1.

Le protocole précédent décrit pour la localisation du seul flotteur de queue FL1, à titre de simplification peut alors être répété pour tout autre flotteur de queue FL2 ou autre et la détermination de leur position respective par rapport au système de radionavigation peut ainsi être obtenue successivement. D'autres systèmes de radionavigation peuvent bien entendu être utilisés de façon non limitative.

Suite au protocole de localisation précité mis en oeuvre pour chaque flotteur de queue FL1, FL2, successivement, la différence de temps de propagation t00 peut alors être calculée par différence des temps de propagation i1ISiFLIB et MlSiFL2B.

Ainsi qu'on peut le remarquer sur les figures la et lb, les
répondeurs acoustiques R1, R2 et R3, R4 notamment, contrairement au
répondeur élecronique RE1, RE2, lesquels sont aériens, sont immergés en
milieu marin. Ainsi, les répondeurs acoustiques RI, R2 sont immergés sous
le flotteur respectif FL1 ou FL2 à un profondeur de l'ordre de 2 mètres.

Bien entendu, leur antenne de déclenchement destinée à recevoir les
signaux codés respectifs SDI, SD2 est proéminente en milieu aérien au niveau de la partie supérieure du flotteur FL1 ou FL2. Les signaux SDI,
SD2 peuvent également être transmis par les circuits et lignes de transmission intégrés à chacune des flutes.

En outre, chaque répondeur acoustique identifié R1, R2 voire
R3, R4 émet sur déclenchement une onde de pression de fréquence de l'ordre de 30 kHz.

On remarquera que, d'une manière avantageuse, la mise en oeuvre du système de détermination de position des flotteurs FLI, FL2 pourra être réalisée au moyen du système SYLEDIS commercialisé par la
société d'Etudes, Recherches et Construction Electronique, SERCEL. En
particulier, le système de radio communication tel que les répondeurs
électroniques et les moyens d'intercommunication ou de radio communication M3 peuvent etre constitués par des radios balises ou des répondeurs de type SB5.

Le procédé objet- de l'invention peut en outre être mis en oeuvre dans le cas où l'installation comporte une seule flute F1 ainsi que représenté sur la figure Id.

Dans ce cas, le câble de liaison CL peut alors être avantageusement muni d'un compas magnétique CM lequel permet de déterminer l'orientation vraie de câble de liaison CL par rapport au flotteur de queue FLI. La détermination de l'extrémité active de flute est alors effectuée par rapport au flotteur de queue FLI en coodonnées polaires à partir de la direction I par rapport au nord géographique du câble de liaison CL et du temps de propagation tl de l'onde acoustique omnidirectionnelle émise par le répondeur acoustique RI.

Une description plus complète de l'ensemble du système de localisation de l'extrémité active d'une flute de prospection géophysique marine objet de l'invention sera donnée en liaison avec les figures la, lb, et 2.

Ainsi qu'on le remarquera sur les figures laet lb précitées le système objet de l'invention est caractérisépar l'association d'un répondeur acoustique identifié RI, R2 à chacun des flotteurs de queue FLI, FL2.

Chaque répondeur acoustique permet d'émettre une onde acoustique omnidirectionnelle conformément aux indications précédemment données relativement à la mise en oeuvre du procédé.

Un récepteur d'extrémité HI, H2 est également associé à l'extrémité active de chacune des flutes Fl, F2.

Les moyens de communication radio embarqués sur le bateau B sont constitués d'une part, par des moyens de communication radio N5l permettant l'interrogation d'un système de radio navigation représenté par les balises Si, Si+l sur la figure Ic, et par un système de communication radio auxiliaire MJ constitué en moyen d'émission séquentielle d'un signal codé tel que SD1, SD2 et éventuellement SD3, SD4 permettant le déclenchement d'un répondeur acoustique identifié correspondant R1, -R2,
R3, R4.

Le système objet de l'invention comporte également embarqué à bord du bateau B des moyens M de détection au niveau de chacun des récepteurs d'extrémité active HI, H2 de l'onde acoustique omidirection- nelle, ces moyens M permettant en outre la détermination du temps de propagation tll, tel2, t21, t22 de l'onde acoustique entre la source d'émission constituée par le répondeur acoustique identifié Rl, R2 considéré, c'est à dire déclenché par le signal codé SDI, SD2, et chaque récepteur d'extrémité H1, H2.

Bien entendu à ces moyens de détection et de détermination du temps de propagation, tll, tel2, t21, t22 précités, sont associés également des moyens de mémorisation de ces temps de propagation.

On comprendra facilement que les moyens de mémorisation du temps de propagation peuvent avantageusement être constitués par les mémoires de masse et les mémoires permanentes normalement associées en tant qu'équipement périphérique du calculateur embarqué C sur le bateau.

Ce type d'équipement ne sera pas décrit en détail car il fait partie des équipement habituels, des calculateurs et des calculateurs de bord ou des calculateurs spéciaux embarqués sur les navires de prospection géophysique marine.

Ce même calculateur ou le calculateur spécial embarqué sur le bateau B comporte des moyens de calcul par triangulation de la position vraie de chaque récepteur d'extrémité HI, H2 et de l'extrémité active correspondante des flutes F1, F2 par rapport aux positions des flotteurs de queue- correspondant FL1, FL2. Ces moyens de calcul C sont constitués normalement par le calculateur embarqué lui-même assorti d'un programme de calcul dans lequel peuvent être entrés des paramètres tels que la vitesse de déplacement du bateau B, la densité de l'eau de mer et sa température.

Ces movens de calcul C peuvent alors être munis d'un sous programme de calcul de la vitesse de propagation de l'onde acoustique omnidirectionnelle en fonction des paramètres physiques du milieu de propagation constitué par l'eau de mer. Une description plus détaillée de ce mode de calcul ne sera pas donnée dans la présente description car les programmes correspondants font appel à des notions physiques parfaitement connues de l'homme de métier et les techniques de calcul sont également parfaitement connues en matière de programmation de calcul scientifique.

Une description plus détaillée des moyens M de détection au niveau de chacun des récepteurs d'extrémité active de l'onde acoustique anni directionnelle récepteur HI, H2 et de détermination de temps de propagation tll, tl2, t21, t22 précédemment cités de cette onde acoustique sera donnée en liaison avec la figure 2.

Bien que non représenté sur la figure 2 précitée, on comprendra, ainsi qu'il sera décrit plus en détail ultérieurement dans la description, que chaque récepteur d'extrémité HI, H2 est en fait relié par des lignes de transmission contenues dans la flute de prospection F1, F2 au moyen M de détection et de détermination du temps de propagation correspondant.

Ainsi qu'on l'a représenté en figure 2 danse cas non limitatif d'un seul récepteur d'extrémité Hl par exemple, les moyens M de détection de l'onde acoustique amnidirectionnelle et de détermination du temps de propagation tll, tl2 peuvent avantageusement comporter deux chaines semblables dont les élémens référencés A, B respectivement sont identiques, une des chaines étant seule décrite. La chaine A comporte un circuit 100A de mise en forme du type déclencheur lequel est déclenché par- le signal délivré par le récepteur d'extrémité HI lors de la détection de l'onde acoustique anidirectionnelle émise par le répondeur acoustique R1.

Le circuit 100A de mise en forme délivre par exemple une impulsion rectangulaire lorsque le signal délivré par le récepteur d'extrémité HI dépasse un certain niveau de seuil prédéterminé. Ce seuil peut bien entendu être réglable en fonction des conditions d'expérimentation. La sortie du circuit 100A de mise en forme est elle-même connectée à l'entrée d'un circuit différenciateur 101A lequel a pour objet de délivrer une impulsion fine représentative sensiblement de l'instant de détection de l'onde acoustique cmidirectionnelle détectée par le récepteur d'extrémité
H1. Un circuit oscillateur de référence 102A comporte une borne d'entrée de déclenchement 1021A laquelle reçoit une impulsion de déclenchement synchrone du signal de déclenchement DS1 du répondeur acoustique considéré.Bien entendu, l'impulsion délivrée à la borne d'entrée 1021A est une impulsion synchrone du signal DS1. L'oscillateur 102A comporte également une deuxième borne d'entrée 1022A laquelle est connectée en sortie du circuit différenciateur 101A. La borne 1022A constitue une borne d'arrêt et l'impulsion fine délivrée par le circuit différenciateur lOlA permet de commander l'arrêt de l'oscillateur 102A. L'oscillateur 102A est constitué par un oscillateur à fréquence très stable délivrant des impulsions d'horloge à une fréquence de récurrence de l'ordre-de 10 MHZ environ.

En outre un circuit 103A de comptage du signal base de temps délivré par l'oscillateur 102A reçoit sur son entrée le signal base de temps et délivre un signal numérique N1 représentatif du temps de propagation, le temps tll considéré. On comprendra bien entendu que le comptage du signal base de temps délivré par l'oscillateur 102A est ainsi effectué entre les instants de déclenchement c'est à dire d'émission du signal DS1 et l'instant de réception par le récepteur d'extrémité H1 de l'onde acoustique multidirectionnelle instant matérialisé par l'impulsion fine délivrée par le circuit différenciateur 101A.

Ainsi qutonl'a représenté également en figure 2, la chaine sensiblement analogue portànt les mêmes références avec l'indice B est prévue, le premier circuit de mise en forme l00B étant alors relié au récepteur d'extrémité H2. Le circuit 103B de comptage permet alors de délivrer un signal numérique N2 représentatif du temps de propagation tI2 précité.

Ainsi qu'on le remarquera en figure 2 également, l'impulsion synchrone au signal DS1 de déclenchement ou au signal DS2 de déclenchement peut être délivrée par l'intermédiaire d'un circuit de type
OU 105 lequel reçoit une impulsion calibrée synchrone du signal DSI ou DS2 pourvu que ces deux signaux ne soient pas concommitants. On comprendra bien entendu que le montage représenté en figure 2 parfaitement adapté dans le cas de deux flutes FI ou F2 peut être complété et multiplié à plusieurs chaines semblables dans le cas d'un nombre de flutes supérieur à deux.

Ainsi qu'en a en outre représenté en figure 2, les moyens de
mémorisation des temps de propagation précités constitués par le calculateur de bord du bateau C muni de ses ressources périphériques sont connectées au circuit de comptage 103A, 103B du signal base de temps par
l'intermédiaire d'un circuit d'interface parallèle 104. Les- circuits de comptage 103A et 103B étant constitués par des compteurs délivrant directement le résultat de comptage sous forme numérique, la liaison avec le circuit d'interface parallèle 204 peut alors être réalisée par une liaison de type bus ainsi que la liaison entre le circuit d'interface parallèle 104 et
le calculateur C.On remarquera à titre d'exemple non limitatif que le circuit d'interface 104 peut être constitué par un circuit interface parallèle
mais qu'il peut être également constitué par un circuit d'interface de type parallèle comportant des mémoires auxiliaires destinées à mémoriser temporairement les signaux numériques N1 et N2, ces mémoires étant alors lues séquentiellement par l'intermédiaire d'un programme stocké dans les mémoires de programrne du calculateur C. Ce type d'interface ne sera pas décrit car il est parfaitement connu dans la technique de la transmission de données de type asynchrone.

On notera enfin que dans le cas où un nombre beaucoup plus
important de flutes est utilisé dans l'installation, le circuit de type OU 105 peut être remplacé par un circuit multiplexeur recevant sur ses entrées les impulsions synchrones des signaux DS1, DS2, DS3, DS4, ou d'ordre supérieur.

Ainsi qu'on pourra le remarquer en se reportant à nouveau aux figures 1A et IB, chacun des répondeurs acoustiques identifiés R1, R2 ou même R3, R4 est immergé en fonctionnement à une profondeur supérieure à un mètre par rapport au niveau marin. Les répondeurs acoustiques solidaires des flptteurs correspondants FLI ou FL2 peuvent être alors fixés
sous le flotteur par des dispositifs appropriés.

De même on remarquera sur les figures précitées que chacun
des flotteurs de queue comportent en partie aérienne un répondeur
électronique RE1, RE2. On comprendra bien sûr que le répondeur
électronique correspondant peut être fixé sur le flotteur ou même dans le
flotteur lui-même mais que une antenne d'émission-réception peut alors
être montée solidaire d'une rampe portant un fanion de visualisation.

Les récepteurs d'extrémité HI, H2 peuvent avantageusement - être constitués par un hydrophone lequel est alors interconnecté par des
lignes de transmission contenues dans les flutes correspondantes F1, F2 au
moyen de détection de temps de propagation précédement décrit en liaison
avec la figure 2.

En outre, les moyens MJ permettant l'émission séquentielle du
signal codé de déclenchement d'un répondeur acoustique identifié
correspondant RI ou R2 peuvent simplement émettre un signal à une
fréquence fl ou f2 comprise dans une bande de fréquence allouée à cet
effet. Bien entendu, les répondeurs acoustiques identifiés sont accordés sur
la fréquence considérée.

Une description plus détaillée- d'une flute de prospection
géophysique marine conforme à l'objet de la présente invention sera donnée
en liaison avec les figures 3A et 3B. Ces figures représentent de manière
schématique respectivement l'extrémité active d'une flute de l'art antérieur
en ce qui concerne la figure 3A, et l'extrémité active d'une flute conforme
à l'objet de la présente invention en ce qui concerne la figure 3B.

Sur la figure 3A dans le cas d'une flute de type classique,
celle-ci comporte une extrémité active une pluralité d'hydrophories hl, h2,
h3, h4. Ces hydrophones constituent la zone active de la flute et-
permettent d'effectuer les relevés sismiques pendant la campagne de
prospection. Ces hydrophones peuvent être connectés par exemple en
parallèle, sur une longueur de tronçon constituant l'extrémité active de la
flute par l'intermédiaire d'une ligne de transmission de type bifilaire,
flute étant alors divisée en tronçons de longueur sensiblement égale qui
sont interconnectés par des connecteurs électriques. Ces éléments ne sont
pas décrits en détail sur la figure 3A car ils correspondent à une structure
classique de flutes normalement utilisées et connues dans l'état de la
-technique.En outre, en fin d'extrémité active de la flute, un compas
magnétique CM peut être disposé lequel permet de donner l'orientation de
l'extrémité active de la flute. Ce compas magnétique CM peut être suivi d'une partie neutre, c'est-à-dire d'une partie de même section que
l'extrémité active de la flute mais ne comportant pas d'hydrophones de
détection d'échos de prospection géophysique. Cette partie neutre permet
un découplage mécanique de l'ensemble de la flute et de la partie active de
celle-ci vis-à-vis des moyens de liaison au flotteur d'extrémité correspon
dant.Les moyens de liaison d'extrémité du flotteur correspondant peuvent
alors être constitués par une ligne mécaniquement protégée T laquelle est
mécaniquement solidaire de la partie neutre, cette ligne T étant munie
d'un autre compas magnétique CM destiné à délivrer une information d'orientation de la partie câble de liaison CL lequel est directement solidaire du compas magnétique CM précité et relie ainsi la partie neutre et la ligne T de l'extrémité activé de la flute au flotteur correspondant non représenté sur la figure 3A. Le câble le liaison peut être constitué par câble en nylon de faible section lequel permet ainsi le découplage au bruit de l'extrémité active et de la partie active de la flute.

Ainsi que représenté en figure 3b et conformément à un aspect particulièrement avantageux de la présente invention, la flute Fl comporte entre le dernier tronçon actif, c'est-à-dire l'extrémité active de la flute, et la partie inerte de celle-ci, et plus particulièrement entre l'extrémité active de la flute et le compas magnétique CM, un tronçon d'extrémité constituant section hydrophone de positionnement.Ce tronçon d'extrémité est relié à la partie active de la flute par l'intermédiaire d'un connecteur
CO et est équipé d'un hydrophone réception Hl. Bien entendu, I'hydrophone
H1 récepteur est connecté au connecteur CO qui lui-même est connecté à une ligne bifilaire de transmission contenue dans l'extrémité active de la flute et qui permet ainsi la transmission des signaux détectés par le récepteur d'extrémité Hl tout au long des tronçons analogues interconnectés, constituant la flute, jusque au moyen de détection M embarqué sur le bateau précédement décrit en liaison notamment avec la figure 2.

De manière avantageuse, non limitative, le tronçon d'extrémité constituant section hydrophone de positiannerent peut présenter une longueur comprise entre un et deux mètres. Il est bien entendu que le dimensionnement des différents composants et en particulier le tronçon d'extrémité constituant section- hydrophone de positionnement peuvent alors être pris en compte afin de déterminer la position réelle de l'extrémité active de la flute.

En outre, de façon non limitative, on considère pour la mise en oeuvre du procédé objet de l'invention que les temps de propagation des signaux tels que les signaux délivrés par le récepteur de positionnement Hl sont alors négligeables par rapport au temps de propagation tll, tel2, t21, t22 de l'onde acoustique cnnidirectionnelle dans le milieu marin entre le répondeur acoustique considéré et le récepteur d'extrémité H1, H2 considéré.

On a ainsi décrit un procédé et un système de positionnement de l'extrémité active d'une flute de prospection géophysique particulièrement intéressant dans la mesure où le positionnement de l'extrémité active de la flute,et, en définitive, de la flute elle-même,peut être réalisée par rapport au flotteur d'extrémité ou flotteur de queue d'une manière très précise. Le positionnement de ces mêmes flotteurs de queue conformément au procédé objet de l'invention par rapport à un système de radio navigation permet alors d'obtenir une configuration très precise de l'installation. En particulier, I'incertitude de positionnement de l'extrémité active de chaque flute dans une direction transversale à la direction d'avancée du bateau B, la direction D représentée sur les figures IA et lS, peut être rendue aussi faible que un mètre sensiblement pour une longueur de flute de l'ordre de trois kilomètres. Le gain en résolution des images obtenues par traitement des échos reçus par les hydrophones de la partie active de la flute est alors amélioré en conséquence.

Claims (14)

1. REVENDICATIONS

   - à calculer la position réelle desdits récepteurs d'extrémité (H1, H2) de ladite onde acoustique omnidirectionnelle et de l'extrémité active correspondante desdites flutes (Fl, F2) par triangulation par rapport aux positions des flotteurs de queue correspondants (FLI, FL2).

   - à répéter séquentiellement les étapes (a à c) précédentes pour chacun desdits répondeurs acoustiques identifiés (Rl, R2),

   c) - à mémoriser lesdits temps de propagation

   floteurs de queue (FLI, FL2),

   d'extrémité (H1, H2) et à déterminer la distance FLI, FL2 séparant les

   ledit répondeur acoustique identifié considéré (R1, R2) lesdits récepteurs

   cridirectionnelle et à déterminer les temps de propagation (tell, tel2, t21, t22) de ladite onde acoustique entre la source d'émission constituée par

   d'extrémité active desdites flutes (H1, H2) ladite onde acoustique

   b) à détecter au niveau de chacun desdits récepteurs

   répondeur acoustique identifié déterminé (R1, R2),

   bateau un signal codé (SDI, SD2) permettant le déclenchement d'un

   . a) à émettre à partir du système de communication radio du

   puis successivement

   F2) d'un récepteur (H1, H2) de ladite onde acoustique cgrnidirectionnelle,

   - à munir chacune des extrémités actives desdites flutes (F1,

   déclenchement, une onde acoustique annidirectionnelîe,

   répondeur acoustique identifié (R1, R2) permettant d'émettre, sur

   - à munir chacun desdits flotteurs de queue (FL1, FL2) d'un

   caractérisé en ce que ledit procédé consiste ::

   extrémité inerte par l'intermédiaire d'un câble de liaison (CL1, CL2),

   son extrémité inerte un flotteur de queue (FL1, FL2) relié à ladite

   bord et d'un système de communication radio, chaque flute comportant à

   deux flutes (F1, F2) remorquées par un bateau (B) muni d'un calculateur de

   prospection géophysique marine dans une installation comportant au moins

   I. Procédé de localisation de l'extrémité active d'une flute de
2. 2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que ledit système de communication radio du bateau permettant en outre la réception de signaux engendrés par un système de radiolocalisation à terre (Si, Si + 1) et lesdits flotteurs de queue (FL1, FL2) étant en outre munis chacun d'un répondeur électrique (RE1,RE2) susceptible de recevoir les signaux émis par les balises du système de radiolocalisation, la position desdits flotteurs de queue est déterminée comme position absolue par rapport audit système de radio localisation à terre (Si, Si + 1), la distance

   FL1FL2 séparant les flotteurs de queue (FL1,FL2) étant déterminée par la différence de temps de propagation (tOO) entre les trajets MI Si FL1B et

   MI Si FL2B constitués par les moyens de radiocommunication (MI) du bateau (B), la balise (Si) considérée, le flotteur de queue (FL1) ou respectivement FL2 et le bateau (B).
3. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque répondeur acoustique (R1,R2) identifié associé à un flotteur de queue est immergé.
4. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque répondeur acoustique identifié (R1,R2) émet une onde de pression de fréquence 30 kHz.
5. 5. Procédé selon l'une des revendications I à 4, caractérisé en ce que dans le cas où l'installation comporte une seule flute (F1), ledit câble de liaison (CL) est muni d'un compas magnétique (CM) permettant de déterminer l'orientation vraie dudit câble de liaison (CL) par rapport au flotteur de queue (FL1), la détermination de l'extrémité active de la flute étant effectuée par rapport au flotteur de queue (FL1) en coordonnées polaires à partir de la direction (6 > ) et du temps de propagation (tel) de l'onde acoustique.
6. 6. Système de localisation de l'extrémité active d'une flute de prospection géophysique marine dans une installation comportant au moins deux flutes (Fl,F2) remorquées par un bateau (e), chaque flute comportant à son extrémité inerte un flotteur de queue (FLI,FL2) relié à ladite extrémité inerte par l'intermédiaire d'un câble de liaison (CL), caractérisé en ce que ledit système comporte

   - un répondeur acoustique identifié (Rl, R2) associé à chacun des flotteurs de queue et permettant d'émettre une onde acoustique annidirectionnelle,

   - un récepteur d'extrémité (H1, H2) associé à l'extrémité active de chacune desdites flutes (F1, F2),

   - des moyens (MJ) d'émission séquentielle d'un signal codé (SDI, SD2) permettant le déclenchement d'un répondeur acoustique identifié (R1, R2) correspondant déterminé,

   - des moyens (M) de détection, au niveau de chacun des récepteurs d'extrémité active, de l'onde acoustique cmidirectionnelle et de détermination du temps de propagation (tl t t12, t21, t22) de ladite onde acoustique entre sa source d'émission constituée par le répondeur acoustique identifié (R1, R2) considéré et chaque récepteur d'extrémité (H1, H2),

   - des moyens de mémorisation (C) dudit temps de propagation.

   - des moyens (C) de calcul par triangulation de la position vraie de chaque récepteur d'extrémité et de l'extrémité active correspondante desdites flutes par rapport aux positions des flotteurs de queue correspondants.
7. 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que chacun des répondeurs acoustiques identifiés associé à un flotteur de queue est immergé, en fonctionnement, à une profondeur supérieure à un mètre par rapport au niveau marin.
8. 8. Système selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que chacun des flotteurs de queue comporte en partie aérienne un répondeur électronique.
9. 9. Système selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que lesdits récepteurs d'extrémité sont constitués par un hydrophone interconnecté avec les lignes de transmission de chacune des flutes correspondantes.
10. 10. Système selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que lesdits moyens d'émission séquentielle d'un signal codé permettant le déclenchement d'un répondeur acoustique identifié corres pondant déterminé émettent un signal codé selon un codage de fréquence.
11. 11. Système selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que les moyens (M) de détection au niveau de chacun des récepteurs d'extrémité active de l'onde acoustique omnidirectionnelle et de détermination du temps de propagation de ladite onde acoustique entre la source d'émission constituée par le répondeur acoustique identifié considéré et chaque récepteur d'extrémité (H1) comportent

    - un circuit (100 (A, B)) de mise en forme ou "trigger",

    - un circuit (101 A, B) différenciateur permettant la mise sous forme d'impulsions des signaux délivrés par le circuit de mise en forme,

    - un circuit oscillateur (102, 1, B) de référence délivrant un signal base de temps, ledit circuit (102, A, B) comportant une borne d'entrée de déclenchement (1021) recevant une impulsion de déclenchement synchrone du signal de déclenchement (DSl) du répondeur acoustique considéré et une borne arrêt (1022) recevant une impulsion délivrée par le circuit différenciateur (101, A, B) pour commander l'arrêt du circuit oscillateur (102),

    - un circuit (102, A, B) de comptage du signal base de temps délivrant un signal numérique (N1, N2) représentatif du temps de propagation (tel, t12) considere.
12. 12. Système selon les revendications 6 à 9 et 10, caractérisé en ce que les moyens de mémorisation desdits temps de propagation sont constitués par le calculateur de bord (C) du bateau muni de ses ressources périphériques, ledit calculateur de bord (C) étant connecté audit circuit (103 A, B) de comptage du signal base de temps par l'intermédiaire d'un circuit d'interface parallèle (104).
13. 13. Système selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte une flute comportant une pluralité d'hydrophones constituant la zone active de celle-ci, ladite flute étant formée d'une pluralité de tronçons analogues interconnectés par des connecteurs, caractérisé en ce que ladite flutè comporte entre le dernier tronçon actif de la flute et la partie inerte de celle-ci un tronçon d'extrémité relié à la partie active par un connecteur, ledit tronçon d'extrémité étant équipé d'un hydrophone récepteur.
14. 14. Système selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit tronçon d'extrémité a une longueur comprise entre un mètre et deux mètres.