FR2795527A1

FR2795527A1 - Systeme de prospection sismique sous-marine, notamment pour grands fonds

Info

Publication number: FR2795527A1
Application number: FR9907959A
Authority: FR
Inventors: Georges Grall; Gilles Moresco
Original assignee: Thales Underwater Systems SAS
Current assignee: Thales Underwater Systems SAS
Priority date: 1999-06-22
Filing date: 1999-06-22
Publication date: 2000-12-29
Anticipated expiration: 2019-06-22
Also published as: FR2795527B1; US6456565B1

Abstract

L'invention concerne les systèmes qui permettent d'effectuer une prospection sismique du fond de la mer, notamment par grands fonds.Elle consiste à réaliser les flûtes (101) destinées à contenir les organes de mesure (301) et à reposer sur le fond de la mer, sous la forme de deux tuyaux, l'un interne (201) inextensible et incompressible et l'autre externe (202) extensible dans une certaine mesure. En injectant de l'huile (302) entre ces deux tuyaux on rend la flottabilité de la flûte positive. Ceci permet de la décoller du fond de la mer et de la tracter jusqu'à la prochaine position de mesure.Elle permet d'accélérer le déplacement de ce système de prospection entre deux sites de mesure.

Description

SYSTEME DE PROSPECTION SISMIQUE SOUS-MARINE, NOTAMMENT POURGRANDS FONDS. La présente invention se rapporte aux systèmes qui permettent d'effectuer une prospection sismique sous-marine, en particulier lorsque le fond de la mer està une immersion importante. Elle s'utilise notamment pour détecter la présence de pétrole dans les fonds sous-marins.

Il est connu de faire de la prospection sismique pétrolière sous le fond de la mer en utilisant des techniques dérivées de celles utilisées pour la prospection sismique pétrolière sur la terre ferme. Les différences portent essentiellement sur les moyens d'excitation permettant d'obtenir des ondes acoustiques nécessaires, ainsi que sur les moyens permettant de mettre en place les capteurs acoustiques, en raison des difficultés procurées par la hauteur d'eau importante qui ne permet pas, comme sur la terre ferme, d'aller mettre en place manuellement ces organes aux endroits désirés.

On est alors amenéà fixer les capteurs acoustiques, des géophones ou des hydrophones par exemple, sur des câbles de grande longueur qui sont remorqués derrière un bateau et qui sont immergés aux endroits adéquats pour effectuer les mesures nécessaires. Dans la pratique, on utilise des câbles longs de plusieurs kilomètres qui sont placés parallèlement les uns aux autres avec une distance de séparation déterminée.

Actuellement pour des fonds relativement faibles, de l'ordre de 200 m, on immerge ces câbles en les déroulant derrière le bateau remorqueur. Lorsque les mesures sont terminéesà un endroit, on les remonte alors en surface pour les déplacer plus loin. La remontée et la descente des câbles entraîne des temps morts entre les séries de mesure, qui deviennent prohibitifs pour des profondeurs supérieuresà 200 m. En outre une série de problèmes techniques, qui se posentdéjà pour les profondeurs faibles, prennent une importance excessive pour les grandes profondeurs. Comme la précision requise pour le positionnement des capteurs, et donc des câbles, sur le fond de la mer par rapportà la grille théorique prévue pour obtenir des mesures correctes est de l'ordre de 20 m pour des profondeurs d'immersion pouvant atteindre 3000m, on imagine sans mai la difficultéà obtenir une telle précision, compte tenu des dérives que subit le câble lorsqu'il coule vers le fond de la mer.

Il est aussi nécessaire d'obtenir un couplage reconductible des géophones avec le fond de la mer, quelle que soit la nature de celui-ci et quel que soit son relief. Plus la profondeur est grande, plus ces paramètres sont inconnus, et plus il est difficile de manipuler le câble pour s'y adapter.

L'augmentation de la productivité, ainsi que celle de la qualité des images restituéesà partir des mesures, entraîne l'utilisation en parallèle de plusieurs câbles pour pouvoir obtenir des images en trois dimensions. Le positionnement relatif de ces câbles augmente alors les contraintes par rapport au positionnement individuel de chacun d'entre eux.

Commedéjà cité plus haut, il devient rapidement nécessaire de pouvoir déplacer rapidement et en toute sécurité les câbles entre deux séries de mesure sans avoirà les remonter puisà les faire redescendre.

Pour permettre une telle manoeuvre, l'invention propose un système de prospection sismique sous-marine, notamment pour grands fonds, du type comportant au moins une flûte de mesure munie en tête d'un véhicule plongeur et en queue d'un flotteur inerte, principalement caractérisé en ce que la flûte est formée d'un tuyau interne inextensible et incompressible et d'un tuyau externe coaxial au tuyau interne et extensible radialement, et en ce qu'il comprend des moyens pour injecter un liquide de dans l'intervalle compris entre ces deux tuyaux afin de pouvoir régler la flottabilité de la flûte entre une valeur négative où elle repose sur le fond de la mer et une valeur positive où elle flotte au-dessus de ce fond pour pouvoir être déplacée d'une position de mesureà une autre.

Selon une autre caractéristique, le flotteur inerte de queue communique avec la flûte pour pouvoir recevoir une partie du liquide injecté dans celle-ci afin de modifier sa flottabilité de la même manière que celle de la flûte.

Selon une autre caractéristique, l'intérieur du flotteur de queue est divisé en deux compartiments séparés par un piston flottant; un premier compartiment dans lequel pénètre le liquide provenant de la flûte et un deuxième compartiment relié au sein de la mer pour assurer l'équilibre des pressions. Selon une autre caractéristique, le véhicule plongeur comprend un réservoir de liquide et des moyens pour injecter le liquide dans la flûte et pour la récupérer.

Selon une autre caractéristique, l'intérieur du véhicule plongeur est divisé en deux compartiments séparés par un piston flottant; un premier compartiment comprenant le liquide destinéà être injecté dans la flûte et un deuxième compartiment relié au sein de la mer pour assurer l'équilibre des pressions.

Selon une autre caractéristique, la flûte et le flotteur de queue sont munis de guide-ropes permettant de maintenir l'altitude de l'ensembleà une valeur déterminée au-dessus du fond de la mer lorsque leur flottabilité est devenue positiveà la suite de l'injection du liquide.

Selon une autre caractéristique, le véhicule comprend des moyens de navigation permettant de le faire évoluer dans le plan horizontal de manièreà régler le déport de la flûte par rapportà l'axe de traction du bateau tracteur de l'ensemble.

Selon une autre caractéristique, ces moyens de navigation comprennent au moins une hélice située dans un tunnel transversal débouchant sur chacun des flancs latéraux du véhicule plongeur.

Selon une autre caractéristique, un ensemble de flûtes destinéesà être remorquées parallèlement, et des moyens de mesure pour déterminer l'écart entre ces flûtes et commander en conséquence les moyens de navigation du véhicule plongeur.

Selon une autre caractéristique, le véhicule plongeur est muni d'une quille lui permettant de s'ancrer fermement sur le fond de la mer. Selon une autre caractéristique, les modules sont de grande densité et permettent un couplage mécanique fort avec le fond de la mer. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante, présentéeà titre d'exemple non limitatif, en regard des figures annexées qui représentent: - la figure1, une vue en perspective cavalière d'un système complet d'exploration sismique sous-marine comportant trois câbles remorqués en parallèle; - la figure 2, une vue en coupe longitudinale simplifiée d'un câble selon l'invention; - les figures 3a et3b, des vues en coupe transversales de ce câble; - la figure 4, une vue en coupe longitudinale détaillée d'une portion de câble.

- La figure5, une vue de côté du véhicule plongeur en tête du câble; - La figure6, une vue en perspective cavalière du bateau remorqueur, du câble de remorquage, et des têtes de3 câbles selon l'invention; - La figure7, une vue de dessus du bateau remorqueur, - Les figures 8aà 8f, une représentation schématique de la série des étapes pour immerger les câbles et les déplacer au-dessusdu fond de la mer et - la figure9, une vue en coupe longitudinale d'une variante du véhicule plongeur.

Le système de prospection sismique représenté sur la figure1 comprend trois câbles de prospection sismique101 à 103, connus sous le nom de "fûtes", remorqués sur cette figure par un navire remorqueur 104, en parallèle au-dessus du fond de la merà une altitude d'environ10 à 20 m.

A titre d'exemple, ces fûtes ont une longueur d'environ 2 km, elles sont séparées d'environ100 m et comportent des capteurs espacés d'environ 25 m. On souhaite limiter le temps mort entre deux séries de mesuresà une ou deux heures.

Un deuxième bateau105 qui croise au-dessus de l'ensemble permet d'émettre les ondes acoustiques destinéesà insonifier le fond sous- marin à l'aide d'un dispositif106 remorqué derrière ce bateau et qui peut être du type connu sous le nom anglo saxon "air-gun". Pour faciliter l'explication, ce deuxième bateau est représenté sur la figure1 dans une position de travail qui serait celle qu'il occuperait si les flÛtes représentées ici en transit reposaient sur le fond de la mer. Chaque flûte est composée d'une dizaine de sections actives longues d'environ 200 m, comportant des capteurs106 régulièrement espacés, et reliées par des jonctions107.

Chaque flÛte comporte en tête un véhicule plongeur108 qui sertà la traction de celle-cià partir du bateau remorqueur 104. La flûte comporte également un flotteur de queue inerte109 qui permet de l'empêcher de traîner sur le fond de la mer tout en étant maintenueà l'altitude souhaitée au-dessus de ce fondà l'aide d'un filin de guidage110 connu généralement sous le nom de "guide-rope". Un ensemble de "guide-ropes" 111 fixés respectivement au niveau des jonctions107 permet de maintenirà cette même altitude l'ensemble de la flÛte, compte tenu des moyens de flottaison caractéristique de l'invention, qui vont être décrits ci-après.

Le remorquage des véhicules plongeur108 est assuré depuis le bateau remorqueur 104 par l'intermédiaire d'un câble lourd 112 suivi d'un câble léger113 et de trois laisses 114 reliant ce câble léger aux véhicules 108.

Les véhicules108 et les flotteurs inertes109 comprennent chacun un sondeur115 qui permet de connaître leur altitude par rapport au fond de la mer.

Le véhicule plongeur et le flotteur inerte de la flÛte centrale comportent en outre chacun un sondeur horizontal116 utilisé en mesureur de distance qui permet de connaître le positionnement relatif des trois flÛtes l'une par rapportà l'autre. Les mesures de ces différents sondeurs sont reportées au niveau du bateau tracteur 104 par l'intermédiaire des câbles de remorquage afin de permettre de prendre les mesures correctricesà l'aide des moyens décrits ci-après.

Le bateau remorqueur 104 détermine sa position de manière absolue par des moyens du type GPS. Il comporte en outre un sondeur multifaisceaux 117 qui permet d'effectuer la cartographie du fond sous-marin en avant des flÛtes remorquées afin de connaître le relief et par exemple de faire remonter d'une valeur supérieure les flÛtes pour éviter de percuter des obstacles qui se présentent devant les véhicules plongeurs. Ceux-ci peuvent éventuellement comporter des sondeurs frontals 118 qui viennent avantageusement compléter l'action du sondeur multifaisceaux 117.

Enfin les véhicules plongeurs et les flotteurs inertes situés aux quatre coins de l'ensemble comportent des émetteurs acoustiques119, dits lipingers", qui permettent au bateau105 de déterminer sa position relative par rapportà l'ensemble immergé. La position absolue de ce bateau est également déterminée par des organes du type GPS. Le cas échéant on pourrait,à titre de redondance, munir la flÛte centrale d'un système de Tfpingers". Selon l'invention, l'ensemble comporte des moyens qui permettent de modifier la flottabilité des flûtes proprement dites et des flotteurs inertes de queue, de manièreà ce que d'une part cette flottabilité soit négative lors des mesures, ce qui permet aux flûtes de reposer sur le fond de la mer, et que d'autre part elle soit positive pendant le déplacement de ces flûtes entre deux points de mesure, ce qui leur permet de naviguer au-dessus du fond sous-marinà une altitude déterminée par les "guide-ropes" 111 et110. Cette action s'effectue par le transfert d'un liquide de densité plus faible que l'eau de mer entre les véhicules plongeurs108 et d'une part et le corps de la flûte ainsi que le flotteur inerte de queue d'autre part. Bien entendu la flottabilité de l'ensemble,y compris le véhicule plongeur, est constante et légèrement négative, et le soulèvement du véhicule plongeur jusqu'à l'altitude du reste de la flÛte est obtenu par la tractionà partir du bateau tracteur 104.

Pour obtenir cette effet, on utilise un système tel que représenté sur les figures 2à 4.

Les sections de la flûte sont formées de deux tuyaux coaxiaux 201 et 202. Le tuyau interne 201 est inextensible, alors que le tuyau externe 202 est extensible dans le sens radial.

Le tuyau interne 201 renferme les différents organes de mesure acoustique301 et le volume libre est rempli avec un produit de remplissage 302 tel que de l'huile, ou de préférence un gel, qui lui permet de résisterà la pression sans présenter de variation sensible de volume. L'intérieur du véhicule plongeur108 est divisé en deux volumes203 et 204 séparés par un piston coulissant 205. Le volume203 est rempli d'un liquide303 de densité inférieureà celle de l'eau, connu dans l'art pour remplir les dispositifs de ce genre, de l'huile par exemple. Une pompe206, associéeà des électro vannes telles que207, permet de transférer ce liquide dans l'espace compris entre le tuyau extérieur 202 et le tuyau intérieur 201, et inversement de retirer le liquide de cet espace pour le renvoyer dans le volume203. Pendant ces opérations, le piston205 coulisse pour adapter le volume de la cavité203 en fonction de la quantité d'huile transférée. La cavité 204 est quantà elle reliéeà la mer par une ouverture208 qui permet de maintenir cette cavité tout le temps pleine d'eau de mer, afin d'éviter des efforts dusà la pression sur la structure du véhicule108. L'huile ainsi injectée entre les deux tuyaux vient gonfler le tuyau extérieur, ce qui augmente la flottabilité de la flûte proprement dite. Cette huile se propage d'une sectionà l'autre de la flûte en traversant les jonctions 107 par l'intermédiaire d'une canalisation 304 munie d'un connecteur hydraulique305 qui permet l'assemblage et le désassemblage de ces jonctions.

L'intérieur du flotteur inerte109 situéà l'extrémité arrière de la flûte est lui-même divisé en deux cavités209 et 210 séparées par un piston flottant 211. L'huile arrivant de la jonction terminale de la dernière section de la flûte vient pénétrer dans la cavité209 et repousse le piston 211 vers le fond de la cavité 210. Cette dernière est remplie d'eau de mer par l'intermédiaire d'un orifice 212 qui permet le vidage et le remplissage de la cavité lorsque le piston se déplace.

Quand la cavité209 se remplit d'huile, la flottabilité du flotteur 109 augmente et il peut alors naviguer au-dessus de la surface de la merà une attitude déterminée par le remplissage et l'action du "guide-rope" 110.

On remarquera que l'ensemble composé du véhicule plongeur, de la flûte et du flotteur inerte, garde une flottabilité constante, puisque celle-ci provient de l'huile dont le volume est lui-même constant. Ily a simplement transfert d'une partie de la flottabilité du véhicule plongeur108 à la flûte 101 et au flotteur inerte109. Lorsque les flottabilités de la flûte et du flotteur inerte sont positives, ceux-ci peuvent se soulever au-dessus de la surface de la mer en étant maintens à une hauteur convenable au-dessus de celle-ci par les "guide-ropes" 111 et110, afin de pouvoir être déplacés au-dessus de cette surface. La flottabilité négative du véhicule tracteur109, quià augmenté puisqu'il a perdu une partie de son huile, est quantà elle compensée par la traction depuis le bateau remorqueur 104. Cette traction, et donc la vitesse de remorquage, est ajustée pour qu'en fonction des différents paramètres, notamment du poids du câble lourd 112, l'altitude du véhicule plongeur soit sensiblement la même que celle de la flûte et du flotteur inerte.

On notera aussi que l'ensemble du système est complètement en équipression, ce qui permet de le faire travailler par n'importe quelle immersion. on a représenté sur la figure 3a une coupe transversale d'une section de la flÛte dans une position complètement gonflée et sur la figure 3b une portion de la même coupe dégonflée et limitéeà une zone d'extension.

Le tuyau interne 201 présente une structureà forte résistance radiale età grande flexibilité, semblableà celle d'un tuyau de douche, afin de permettre d'éviter son écrasement lorsqu'on l'enroule sur un treuil après relevageà bord du bateau tracteur. Il est rempli, comme décrit plus haut, d'un produit destinéà assurer la résistanceà la pression. Ce produit sera de préférence un gel connu dans l'art, mais il pourrait être aussi une huile elle- même connue dans l'art. Le centre de ce tuyau est parcouru par un c#ur 306 formé d'un ensemble de câbles électriques destinésà alimenter les capteurs repartis le long de la flÛte età recueillir'les signaux générés pas ces mêmes capteurs.

Le tuyau extérieur 202 est formé d'une peau souple réalisée avec un matériau possédant une grande résistanceà l'arrachement età l'abrasion, par exemple du Nectran ". Il est armé, selon une technique connue, par des câbles de reprise d'efforts longitudinaux307 formés d'un matériau résistantà la traction, par exemple du "Kevlar".

Lorsque la pompe206 vient extraire l'huile contenue entre les tuyaux 201 et 202, le tuyau extérieur 202 se rétracte sous l'effet de la pression extérieur de l'eau de mer. Les parties de ce tuyau comprises entre les zones où sont situés les câbles de reprise d'effort307 se plissent alors en accordéon pour former des ondulations308. Lorsque toute l'huile a été pompée,à l'exception d'une petite quantité résiduelle comprise dans les creux des ondulations 304, la peau formant le tuyau extérieur vient reposer sur la surface externe du tuyau intérieur 201.

Dans cette dernière situation, la flottabilité de la flÛte est légèrement négative. De cette manière elle repose sur le fond en exerçant sur celui-ci une pression suffisante pour permettre d'assurer le meilleur couplage possibles des différents capteurs, en particulier des géophones, avec le fond de la mer. La composition et la structure de la gaine 202 sont par ailleurs tels que, lorsque le gonflage est effectué, ce tuyau extérieur devient inextensible et que le volume de la flÛte ne peut plus alors varier. De cette manière on évite les phénomènes d'instabilité de la navigation, connu en particulier sous le terme de carène liquide , provenant des variations différentielles d'immersion qui peuvent apparaître lorsque ce volume peut varier.

Dans la pratique, on peut facilement obtenir une variation de diamètre de 10%, qui permet d'obtenir les résultats souhaités.

Outre le connecteur hydraulique permettant la circulation de l'huile d'une section de la flûteà l'autreà travers les jonctions, chacune de celles-ci comporte également un insert électrique309 raccordé au c#ur 306. Cet insert est muni d'un connecteur électrique310 qui permet d'assurer la liaison avec la jonction de la section adjacente.

Chaque jonction comporte un épaulement311 sur lequel on a fixé le tuyau interne 201, par exemple au moyen d'un collier de serrage312.

Les modules électriques301 régulièrement répartis le long de la flûte comprennent par exemple un géophone, un hydrophone, un compas et les circuits électroniques associésà ces organes. Ces appareils sont placés dans un boîtier métallique313 qui occupe toute la section de la flûte. Ce boîtier est fermé par deux 314 qui comprennent chacune un insert électrique connecté au c#ur électrique306. Chaque tape forme avec le boîtier un épaulement316 sur lequel on a fixé le tuyau interne,à l'aide par exemple d'un collier de serrage317. La partie périphérique du boîtier est percée de plusieurs canaux318 pour laisser circuler l'huile de gonflage. Ces modules sont de grande densité pour permettre un couplage mécanique fort avec le fond de la mer.

On a représenté schématiquement sur la figure5 une vue partielle du véhicule plongeur108 montrant que celui-ci est muni d'un ensemble propulsif permettant de le déplacer latéralement afin de maintenir l'écartement souhaité entre les différentes flûtes pendant le déplacement de celles-ci.

Pour cela, le véhicule108 comporte un tunnel transversal horizontal501 débouchant sur les deux flancs de sa coque. Dans ce tunnel sont installées des hélices contrarotatives502 entraînées par un moteur503. Ce moteur est alimenté depuis le bateau tracteur 104 par l'intermédiaire des différents câbles de traction.

Pour maintenir au mieux la position horizontale de cet ensemble propulsif, la reprise d'effortsà partir de la laisse 114 qui termine l'ensemble des câbles de traction, s'effectueà l'aide d'un étrier 504 qui vient prendre en tenaille le corps du véhicule en étant fixé sur les flancs de celui-ci de manière à ce que son axe d'articulation soit confondu avec l'axe de rotation des hélices502. Dans l'exemple représenté sur la figure, cette articulation s'effectue par l'intermédiaire d'une grande couronne505 qui entoure les orifices de sortie du tunnel501. On pourrait également utiliser une articulation centrale sur l'axe des hélices, qui déborderait alors des flancs du véhicule.

Dans l'exemple correspondantà la figure1, les ordres de commande du moteur503 sont générésà partir des sondeurs latéraux116 portés par le véhicule plongeur de la flûte centrale. Ces ordres de commande sont répercutés sur les moteurs des véhicules tracteurs latéraux par l'intermédiaire des laisses 114.

Le grément permettant de tracter l'ensemble des flûtes, trois dans cette exemple, a été représenté sur la figure6 dans une position où les flûtes reposent sur le fond de la mer et où le bateau tracteur est arrêté.

Ce grément comporte tout d'abord un câble lourd 112 qui est dévidé depuis le bateau 104. Ce câble lourd, dont la longueur varie par exemple de500 à 3000 m selon les besoins opérationnels, est étudié pour pouvoir porter et remorquer les trois ensembles véhicule plongeur/flÛte/ flotteur inerte , et pour fournir l'énergie nécessaire aux propulseurs latéraux, par exemple 20 kW, aux pompes de circulation de l'huile, par exemple 3kW, et aux dispositifs électroniques compris dans les modules de mesures, par exemple 3kW. Il permet également de transmettre les signaux de commande aux véhicules plongeurs, les signaux de mesure au bateau, ainsi que les informations provenant des différents capteurs tel que les sondeurs et les organes de repérages du positionnement des flûtes.

Ce câble lourd 112 est suivi d'un câble neutre113, long par exemple de 200 m. Celui-ci permet d'obtenir un découplage mécanique réduit entre les dispositifs posés sur le fond de la mer, en autorisant les différents mouvements, pilonnage, tangage, déplacements latérals et longitudinaux, auxquels est soumis le navire de surface même lorsqu'il utilise un système d'ancrage dynamique. Ce découplage permet dans ces circonstances d'éviter d'entraÎner les véhicules108 et/ou leurs laisses 114. On peut ainsi éviter d'utiliserà bord du bateau un système antipilonnement d'un fonctionnement compliqué et coûteux.

Ce câble neutre permet également de réduire dans la bande sismique tout bruit acoustique qui serait inévitablement généré si le câble lourd reposait sur le fond de la mer en étant soumisà un tir provenant des mouvements du bateau.

Le câble neutre est enfin suivi de trois laisses 114 qui divergent pour être accrochées au véhicule108. Ces laisses sont de même nature que le câble lourd, mais avec un diamètre moins important. Outre la fonction de remorquage des véhicules, ces laisses confortent l'ancrage des véhicules lorsqu'ils sont posés sur le fond de la mer pendant les périodes d'acquisition car ceux-ci, bien que présentant toujours une flottabilité négative, sont au minimum de cette flottabilité puisqu'ils sont remplis avec l'huile qui a été vidée depuis les flûtes.

A titre de perfectionnement, l'invention propose également de munir les véhicules108 d'une quille601 qui vient s'encrer sur le fond de la mer sous l'effet du poids du véhicule, afin d'assurer encore mieux l'immobilisation de celui-ci.

Pour faciliter la miseà l'eau des trois flûtes on enroule celles-ci sur le pont du bateau tracteur 104 sur trois treuils distincts Tl 701, T2702 etT3 703 alignés côteà côte transversalement sur l'arrière de ce bateau, comme représenté sur la figure7. Le câble lourd 112 et le câble-léger 113 sont quantà eux enroulés sur un quatrième treuil T4 704 situé sensiblement derrière le treuil T2.

Pour mettreà l'eau l'ensemble du système, on commence donc par dérouler la flÛte enroulée sur l'un des treuils de cÔté, Tl par exemple, en la laissant flotterà la surface de la mer derrière le bateau 104 qui avance suffisamment vite pour cela. Lorsqu'elle est entièrement déroulée, on connecte son véhicule plongeur puis sa laisse, et on laisse filer l'ensemble, la vitesse du bateau étant alors régléeà environ 2 n#uds.

On commande alors le fonctionnement du dispositif de propulsion latérale de ce véhicule plongeur de manièreà le faire diverger, ainsi que la flûte qui lui est attachée, drenviron 100 m par rapportà l'axe du bateau 104.

On recommence ensuite ces opérations avec la flûte enroulée sur le treuilT3 en faisant diverger l'ensemble de l'autre côté de l'axe du bateau par rapportà la première flûte. Ces deux flûtes naviguent alors en parallèleà la surface de la mer, en étant séparées d'environ 200 m.

On déploie alors la troisième flûte depuis le treuil T2, en queue droite selon une expression connue, c'està dire sans lui faire subir de divergence par rapportà l'axe.

Il ne reste plus alors qu'à connecter les laisses des trois flûtesà l'extrémité du câble léger113, puisà dérouler l'ensemble de celui-ci et du câble lourd.

On peut alors procéder aux opérations d'immersion et de relevage de cet ensemble, de la manière qui sera décrite plus loin pour une flûte isolée.

La récupération du câble de remorquage et des trois flûtes se fait à la fin des opérations de la manière inverse de celle utilisée pour la miseà l'eau de cet ensemble.

On a représenté sur les figures 8aà 8 f les différentes phases de la mise en oeuvre d'un système selon l'invention, en le limitant, pour simplifier les explications, au cas d'une flûte unique.

La flûte est miseà l'eau selon la méthode décrite ci-dessus, le bateau tracteur 104 se déplaçantà une vitesse de 2 n#uds par rapportà l'eau. Lorsque l'ensemble est totalement déployé et que les connexions électriques sont établis on commande le réglage de la flottabilité de la flûte sur une valeur neutre et l'immersion du véhicule plongeurà une profondeur comprise entre10 et15 m, comme représenté sur la figure 8a. Le bateau tracteur suit alors une trajectoire de ralliement jusqu'à l'emplacement prévu pour les mesures sismiques.

Peu de temps avant l'arrivéeà cet emplacement, on file le câble tracteur 112-114 de manièreà ce que son poids, ainsi que celui du véhicule plongeur, entraîne la descente de ce dernier, qui vient lui-même entraîner la descente de la flûte 102 comme représenté en figure8b. Pourà la fois garder la tension de la flûte 102 et minimiser le temps de descente, on règle simultanément la vitesse de descente et la vitesse de remorquage de telle manière que la vitesse horizontale de la flûte soit sensiblement égaleà 1 noeud et sa vitesse verticale sensiblement égaleà 2 n#uds. L'altitude du véhicule plongeur108 par rapport au fond est testée en permanenceà ["aide du sondeur115 qu'il porte. Lorsque le véhicule plongeur atteint son altitude de croisière au- dessus du fond, celle-ci étant mesurée par le sondeur115, les "guide-ropes" 111 et110 de la flûte et du plongeur inerte touchent le fond en stabilisant l'altitude de croisière. Sous l'effet de l'entraînement par le bateau ils traînent sur le fond, comme représenté sur la figure 8c, en assurant ainsi la rectitude de la flûte même lorsque cet entraînement s'effectueà une très basse vitesse, par exemple entre1 et 2 n#uds par rapportà l'eau.

A l'arrivée sur l'emplacement de mesure, comme représenté sur la figure8d, on arrête le bateau tracteur 104 en le stabilisant par rapport au fondà l'aide d'un système connu d'ancrage dynamique.

Sous l'effet de leurs poids le câble 112-114 et le véhicule plongeur 108 continuent d'avancer jusqu'à ce que le câble soit vertical, annulant ainsi la distanced de déport: initial entre le véhicule tracteur et le bateau. On commence simultanémentà dégonfler la flûte, qui se rapproche du fond ainsi que le véhicule plongeur et le flotteur inerte, les "guide-ropes" assurant alors l'ancrage et la tension de la flûte.

Lorsque la flûte est en position, comme représenté sur la figure 8e, on se met alors, en continuant le dégonflage,à filer une partie supplémentaire du câble lourd 112, de manièreà ce que la laisse 114 viennent reposer sur le fond, en assurant ainsi l'ancrage du véhicule tracteur 114 comme décrit plus haut. Le câble léger113 est lui flottant entre l'extrémité aval du câble 112 et l'extrémité amont de la laisse 114. Lorsque la flûte est entièrement dégonflée, les modules électroniques compris dans la flûte sont correctement couplés avec le fond de la mer. On peut alors, après avoir calibré la position de tous les capteurs compris dans ces modules, commencer l'émission des signaux sismiquesà partir des canonsà air106 tractés par le deuxième bateau105.

A la fin de cette série de mesure, pour déplacer la flûte au-dessus du fond jusqu'à sa prochaine position de mesure, on la gonfle en refoulant l'huile depuis le véhicule plongeur108 dans l'espace compris entre les deux tubes constituant la flûte, ainsi que dans le flotteur inerte109. On arrête le pompage lorsque l'on obtient une flottabilité positive suffisante pour décoller le corps de la flûte et le flotteur inerte du fond de la mer en les laissant flotterà une altitude convenable, limitée par les "guide-ropes", comme représenté sur la figure8f. On met alors en route le bateau tracteur 104 en treuillant éventuellement une certaine longueur du câble lourd de manièreà ce que sous l'effet du poids de ce câble lourd 112 et de la vitesse d'avance du bateau le véhicule tracteur108 décolle du fond puis entraîne la flûte en avant en stabilisant son altitudeà la même hauteur que celle du corps de la flûte. On se retrouve alors dans les conditions de la figure 8c. Il est alors possible dans ces conditions de déplacer l'ensembleà une vitesse d'environ 2 noeuds par 2000 m de fond. Ceci permet de réduire la durée de transit entre deux emplacements de mesureà une valeur d'environ1 heure, ce qui représente une amélioration considérable par rapport aux méthodes utilisées précédemment.

Arrivéà l'emplacement suivant deux mesures, on recommence les opérations telles que représenté sur les figures8d à 8f.

A titre de variante, l'invention propose aussi de réaliser le véhicule tracteur de la manière représentée sur la figure9, dans laquelle le réservoir huile/eau est réalisé en deux parties symétriques par rapport au centre du véhicule, correspondant sensiblement au centre de gravité de celui-ci, au point d'attache de l'étrier 504, età l'axe de rotation des hélices502. On a ainsi deux réservoirs 914 et 924 et deux pistons915 et925 qui se déplacent symétriquement par rapportà ce centre. On obtient ainsi un meilleur équilibre du véhicule tracteur. Les parties remplies d'huile sont réunies par un tuyau901.

A titre d'exemple numérique, pour une flûte longue de 2 km munie d'un flotteur inerte de queue d'un volume de230 1, il faut utiliser 2260 1 d'huile ayant une densité égaleà 0.7. L'épaisseur de la couche d'huile lorsque le remplissage est maximal entre les deux tuyaux formant la flûte est sensiblement égalà 4 mm. Pour pouvoir alors procéder au gonflage ou au dégonflage de la flûte dans un temps de l'ordre de30 s, le débit de la pompe sera sensiblement égalà 1,25 1 par seconde, ce qui est une valeur toutà fait raisonnable compte tenu des matériels utilisables dans ce cas.

Claims

REVENDICATIONS 1 - Système de prospection sismique sous-marine, notamment pour grands fonds, du type comportant au moins une flûte de mesure(101) munie en tête d'un véhicule plongeur(108) et en queue d'un flotteur inerte (109), caractérisé en ce que la flûte est formée d'un tuyau interne (201) inextensible et incompressible et d'un tuyau externe (202) coaxial au tuyau interne et extensible radialement, et en ce qu'il comprend des moyens pour injecter un liquide de(303) dans l'intervalle compris entre ces deux tuyaux afin de pouvoir régler la flottabilité de la flûte entre une valeur négative où elle repose sur le fond de la mer et une valeur positive où elle flotte au- dessus de ce fond pour pouvoir être déplacée d'une position de mesureà une autre. 2- Système selon la revendication1, caractérisé en ce que le flotteur inerte de queue(109) communique avec la flûte pour pouvoir recevoir une partie du liquide injecté dans celle-ci afin de modifier sa flottabilité de la même manière que celle de la flûte. 3 - Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'intérieur du flotteur de queue(109) est divisé en deux compartiments séparés par un piston flottant (211); un premier compartiment(209) dans lequel pénètre le liquide provenant de la flûte et un deuxième compartiment (210) relié au sein de la mer pour assurer l'équilibre des pressions. 4- Système selon l'une quelconque des revendications1 à 3, caractérisé en ce que le véhicule plongeur(108) comprend un réservoir de liquide(203) et des moyens(206,207) pour injecter le liquide dans la flûte et pour la récupérer. 5 - Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'intérieur du véhicule plongeur108 est divisé en deux compartiments séparés par un piston flottant(205) ; un premier compartiment comprenant le liquide destinéà être injecté dans la flûte et un deuxième compartiment (204) relié au sein de la mer pour assurer l'équilibre des pressions. 6 - Système selon l'une quelconque des revendications1 à 5, caractérisé en ce que la flûte(101) et le flotteur de queue(109) sont munis de guide-ropes (110,111) permettant de maintenir l'altitude de l'ensembleà une valeur déterminée au-dessus du fond de la mer lorsque leur flottabilité est devenue positiveà la suite de l'injection du liquide. 7 - Système selon l'une quelconque des revendications1 à 6, caractérisé en ce que le véhicule plongeur(108) comprend des moyens àe navigation permettant de le faire évoluer dans le plan horizontal de manière à régler le déport de la flûte par rapportà l'axe de traction du bateau tracteur (104) de lensemble. 8 - Système selon la revendication7, caractérisé en ce que ces moyens de navigation comprennent au moins une hélice(502) située dans un tunnel transversal(501) débouchant sur chacun des flancs latéraux du véhicule plongeur(108). 9 - Système selon la revendication8, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de flûtes (101-103) destinéesà être remorquées parallèlement, et des moyens de mesure(116) pour déterminer l'écart entre ces flûtes et commander en conséquence les moyens de navigation (501,502) du véhicule plongeur(108). 10 - Système selon l'une quelconque des revendications1 à 8, caractérisé en ce que le véhicule plongeur(108) est muni d'une quille(601) lui permettant de s'ancrer fermement sur le fond de la mer. 11 - Système selon l'une quelconque des revendications1 à 10, caractérisé en ce que les modules(301) sont de grande densité et permettent un couplage mécanique fort avec le fond de la mer.