FR2923916A1

FR2923916A1 - Source sismique marine en etoile

Info

Publication number: FR2923916A1
Application number: FR0759112A
Authority: FR
Inventors: Behzad Stephane Vahida; Thierry Payen
Original assignee: CGG Services SAS
Current assignee: Sercel SAS
Priority date: 2007-11-16
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2009-05-22
Anticipated expiration: 2027-11-16
Also published as: AU2008322916A1; BRPI0820546A2; GB2454802B; CA2705847A1; CA2705847C; WO2009063035A3; FR2923916B1; GB2454802A; WO2009063035A2; US20090147626A1; US8854922B2; NO20100782L; AU2008322916B2; GB0820924D0

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'émission d'ondes sismiques conçu pour opérer en étant remorqué par un bateau.Le dispositif selon l'invention comprend au moins trois barres-supports (20), une pluralité de canons (30) placés le long de chaque barre-support, un organe de liaison central (40) recevant une extrémité des barres-supports et agencé pour que les barres-supports puissent être déployées selon une géométrie en étoile, et des moyens pour maintenir les barres-supports dans cette géométrie en opération.

Description

SOURCE SISMIQUE MARINE EN ETOILE

La présente invention est relative au domaine des sources d'énergie acoustique utilisées pour l'exploration sismique marine.

L'invention concerne plus particulièrement un dispositif perfectionné de source d'énergie acoustique pouvant être mis en oeuvre pour générer dans l'eau de l'énergie sous forme d'onde acoustique.

ETAT DE LA TECHNIQUE io Une technique répandue de recherche de pétrole ou de gaz consiste à effectuer une prospection sismique du sous-sol. Pour imager la structure du sous-sol, le géophysicien utilise les techniques dites de sismique-réflexion. En sismique marine, la technique la plus courante consiste à remorquer 15 derrière un navire : - une ou plusieurs source(s) d'énergie pour l'émission d'une onde acoustique, et - des récepteurs sismiques disposés sur des flûtes (ou streamers selon la terminologie anglo-saxonne). 20 La source communique une onde acoustique à l'eau, en créant un champ d'ondes de compression qui se propage de façon cohérente vers le bas (propagation descendante). Lorsque le champ d'ondes atteint des interfaces entre formations géologiques, appelées réflecteurs, il se produit des réflexions qui se propagent à travers la terre et l'eau jusqu'aux récepteurs sismiques 25 (propagation montante) pour être converties en signaux électriques et enregistrées. Les récepteurs sismiques sont disposés de façon telle et en nombre suffisant pour que les signaux enregistrés, appelés traces, permettent de reconstituer la configuration des couches géologiques.

Comme illustré aux figures 1 et 2, une source sismique marine 1 comprend classiquement une pluralité de canons à air 10 (ou air gun selon la terminologie anglo-saxonne) disposés le long d'éléments de liaison 11 ( subarray selon la terminologie anglo-saxonne) du type rigide (poutres) ou souples (chaînes). Chaque élément de liaison 11 a une géométrie linéaire, et est relié à un flotteur 12 par l'intermédiaire de câbles de profondeur 13. Les canons à air 10 sont reliés à l'élément 11 et maintenus à une profondeur désirée par l'intermédiaire de chaînes 14. io Le volume de chaque canon à air 10 et la distance entre chaque canon à air 10 le long d'un élément de liaison 11 dépendent des caractéristiques souhaitées pour l'onde acoustique à générer. De même, le nombre d'éléments de liaison 11 pour une source 1 dépend des caractéristiques souhaitées pour l'onde acoustique. 15 La constitution de la source est donc modulaire, et quand une opération d'entretien est nécessaire sur un canon à air 10, on remonte à bord du navire l'élément de liaison 11 sur lequel le canon à air 10 est fixé. L'utilisation de tels éléments de liaison 11 présente plusieurs limitations et inconvénients : 20 - en ce qui concerne les éléments rigides, le positionnement transversal n'est pas très précis et est sujet à des instabilités provoquées par les courants marins et/ou le sillage généré par le navire ; dans certaines conditions les éléments de liaison peuvent entrer en collision, ce qui peut provoquer des dommages sur les composants des éléments de liaison, voire interrompre les 25 opérations. -en ce qui concerne les éléments de liaison souples, des câbles de positionnement liés aux flûtes sont employés pour le positionnement des éléments de liaison ; ce type d'arrangement augmente la précision du positionnement mais complique les opérations de remontée de l'élément de liaison à bord du bateau. - le mouvement relatif entre chaque flotteur 12 et son élément de liaison 11 associé rend difficile l'établissement de rangées compactes d'éléments de liaison : en effet, la houle peut provoquer un mouvement de balancier (de droite à gauche par rapport au navire) de l'élément de liaison par rapport à son flotteur, ce qui peut entraîner une collision d'un élément avec les éléments adjacents, et ainsi provoquer des dommages sur les canons à air et/ou les éléments de liaison. io Les développements dans le domaine des sources vont dans le sens d'augmenter le nombre d'éléments de liaison, leur longueur, la profondeur d'immersion des canons, ou de réduire l'espacement entre éléments de liaison. Pris individuellement ou en combinaison, ces développements tendent à amplifier les inconvénients mentionnés plus haut. 15 Un but de la présente invention est de proposer un dispositif permettant de pallier au moins l'un des inconvénients précités.

PRESENTATION DE L'INVENTION

20 Le dispositif de source sismique marine proposé est utilisé pour l'acquisition géophysique en mer.

A cet effet on prévoit selon l'invention un dispositif d'émission d'ondes sismiques conçu pour opérer en étant remorqué par un bateau, comprenant au 25 moins trois barres-supports, une pluralité de canons placés le long de chaque barre-support, un organe de liaison central recevant une extrémité des barres-supports et agencé pour que les barres-supports puissent être déployées selon une géométrie en étoile, et des moyens pour maintenir les barres-supports dans cette géométrie en opération.

La géométrie en étoile évite que les canons d'une barre-support ne viennent en contact avec les canons d'une autre barre-support sous l'effet de la houle ou des courants marins. La structure proposée permet d'obtenir une telle géométrie tout en satisfaisant aux exigences opérationnelles concernant le déploiement, la stabilité géométrique en opération et la récupération à bord du bateau. Ceci assure un positionnement relatif précis des canons en opération. Il est à noter que la géométrie en étoile a été proposée antérieurement (cf. brevet US 3491848, figure 5), dans le but de réduire la transmission d'ondes io sismiques entre la source et les récepteurs en direction horizontale. La demande WO 01/71385 préconise une telle géométrie pour que l'émission de la source soit invariante en azimut. Mais aucun de ces documents ne décrit les moyens pour répondre aux exigences opérationnelles susvisées. Des aspects préférés, mais non limitatifs du dispositif selon la présente 15 invention sont les suivants : - l'une des extrémités de chaque barre-support est liée à l'organe de liaison central de sorte que lesdites barres sont aptes à être déplacées depuis une première position repliée où les barres s'étendent sensiblement parallèlement les unes par rapport aux autres jusqu'à une seconde position 20 dite déployée où les barres forment un motif en étoile ; - la dite pluralité de barres-supports s'étendent dans un plan ; - la dite pluralité de barres-supports sont inscrites sur un cône ; - l'organe de liaison central comprend un cadre annulaire s'étendant dans un plan, ledit cadre annulaire comportant au moins trois articulations pour lier 25 les barres-supports respectives au cadre annulaire; - le cadre annulaire est constitué de deux parties en forme de pince dont l'une des extrémités est articulée au moyen d'une liaison pivot dont l'axe est perpendiculaire au plan dans lequel s'étend le cadre annulaire ; - les articulations reliant les barres-supports au cadre annulaire sont de type cardan ; - chaque articulation de barre-support comporte une liaison pivot dont l'axe est perpendiculaire à l'axe longitudinal de la barre et s'étend dans le plan du cadre annulaire ; - chaque articulation de barre-support comprend une liaison pivot dont l'axe est perpendiculaire à l'axe longitudinal de la barre et perpendiculaire au plan contenant le cadre annulaire ; -l'extrémité libre de chaque barre-support est reliée à un flotteur par io l'intermédiaire d'un câble de profondeur ; - les deux barres-supports situées à l'avant du dispositif sont respectivement reliées à un bateau par l'intermédiaire d'un câble de remorquage ; - les autres barres-supports adjacentes non reliées au bateau sont reliées 15 deux à deux par l'intermédiaire de câbles d'entretoisement ; - chaque câble d'entretoisement est dévidé à partir d'au moins un enrouleur automatique solidarisé à au moins l'une des barres-supports adjacentes ; - sur chaque barre-support, les canons sont disposés par paire à une 20 distance donnée par rapport à l'organe de liaison central, les canons de ladite paire étant disposés de part et d'autre de la barre-support ; - chaque canon est relié à sa barre-support par l'intermédiaire de moyens de liaison permettant le déplacement du canon d'une première position dite d'acquisition, à une deuxième position dite de stockage ; 25 - dans la position dite d'acquisition, les canons sont disposés dans le plan contenant les barres ; - dans la position dite de stockage, les canons sont disposés au dessus du plan contenant les barres ; - les moyens de liaison comprennent un bras comportant une articulation à son extrémité liée à la barre-support, l'axe de l'articulation étant parallèle à la barre-support, et des moyens de déplacement pour faire pivoter ledit bras ; - les moyens de déplacement du canon comprennent une plaque rigide fixée au bras et un ballon disposé entre la plaque rigide et la barre-support de sorte à déplacer le canon de la première position à la deuxième position lors du gonflement du ballon ; - les canons reliés au cadre annulaire peuvent l'être avec le même type de moyens de liaison que ceux des barres-supports ; io - chaque barre-support comprend une âme en mousse expansée ; - chaque barre-support comporte une section à profil hydrodynamique ; - chaque barre-support comporte un évidement longitudinal destiné à recevoir des câbles électriques et des moyens d'acheminement d'air comprimé ; . 15 - au moins deux barres-supports comprennent respectivement au moins un volet articulé à ladite barre, l'axe de l'articulation étant parallèle à la barre-support, le volet étant apte à être déplacé d'une position de repos à une position déployée ; - chaque barre-support comprenant un volet articulé comprend en outre 20 un ballon entre la barre-support et le volet pour permettre le déplacement du volet de la position de repos à la position déployée lors du gonflement du ballon, et pour permettre le déplacement du volet de la position déployée à la position de repos lors du dégonflement du ballon ; - chaque câble de profondeur est dévidé à partir d'au moins un treuil 25 solidarisé au flotteur ; - les flotteurs sont de forme hydrodynamique, disposés à l'horizontale ou à la verticale ; - chaque flotteur comprend un crochet pour la mise hors d'eau ou dans l'eau du dispositif.

PRESENTATION DES FIGURES

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des dessins annexés, sur lesquels : - les figures 1 et 2 sont des illustrations schématiques de dispositif de l'art antérieur ; - la figure 3 est une illustration schématique du dispositif selon l'invention dans une position déployée ; io - la figure 4 est une illustration schématique du dispositif selon l'invention dans une position repliée ; - la figure 5 est une vue de dessus d'un organe de liaison central du dispositif ; - les figures 6a et 6b représentent schématiquement en section 15 deux barres-supports adjacentes liées par un câble d'un enrouleur automatique ; - les figures 7a et 7b sont des représentations schématiques en coupe d'une barre-support comprenant un volet ; - la figure 8 est une vue de dessus d'un mode de réalisation du dispositif dans la position déployée ; 20 - les figures 9a et 9b sont des vues en coupe de la liaison d'un canon à une barre-support, selon un exemple de réalisation ; - les figures 10, 11 a à 11 c, et 12a à 12c illustrent des équipements de levage d'un navire. 7 DESCRIPTION

On va maintenant décrire le dispositif de sismique marine en référence aux figures.

Descriptif général

Comme illustré à la figure 3, le dispositif de source sismique marine 2 pour l'émission d'ondes sismiques dans le sous sol comprend au moins trois barres-supports 20 rigides pour supporter respectivement au moins un canon 30. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 3, le dispositif 2 comprend huit barres-supports 20 rectilignes d'une longueur de 20 mètres, chaque barre-support supportant dix canons à air 30 et le cadre annulaire central supportant deux canons. 15 Les barres-supports 20 sont liées les unes aux autres à l'une de leurs extrémités 201 par un organe de liaison central 40 de sorte à former, dans la position déployée représentée à la figure 3, un motif en étoile. Un système d'entretoisement circonférentiel est associé à cette structure en étoile. Ce système est composé de câbles d'entretoisement reliant deux à 20 deux les barres-supports adjacentes. Seules les deux barres-supports à l'avant du dispositif ne sont pas reliées entre elles par un câble d'entretoisement ; elles sont par contre respectivement reliées au bateau sismique par des câbles de remorquage. La traînée hydrodynamique générée par l'ensemble du dispositif à 25 l'avancement met en tension les câbles de remorquage ; ceux-ci transmettent cette traction au système circonférentiel d'entretoisement du fait des articulations mécaniques prévues au niveau de l'organe de liaison central. La mise en tension des câbles d'entretoisement confère sa stabilité géométrique 8 au dispositif en opération. Cette stabilité a notamment l'avantage d'assurer un positionnement relatif précis des canons. La géométrie du dispositif permet d'éviter que les canons 30 d'une barre-support 20 ne viennent en contact avec les canons d'une autre barre-support ou avec ceux du cadre central, notamment sous l'effet des courants marins ou de la houle. En outre, ceci permet d'immerger le dispositif selon l'invention à des profondeurs plus importantes que les dispositifs de l'art antérieur existants. L'extrémité libre 202 de chaque barre-support 20 est reliée à un flotteur 50 par l'intermédiaire d'au moins un câble de profondeur 501. Ceci permet de io maintenir le dispositif à la profondeur désirée sous la surface de l'eau, De même, l'organe de liaison central 40 est relié à un flotteur 50 par l'intermédiaire d'au moins un câble de profondeur 501. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 4, l'organe de liaison central 40 est relié à un flotteur par l'intermédiaire de quatre câbles de profondeur 501. 15 Le mode de réalisation représenté présente une symétrie de rotation. En d'autres termes : - les barres-supports 20 sont disposées autour de l'organe de liaison central 40 de sorte que l'angle 13 entre deux barres 20 adjacentes soit sensiblement constant, 20 - la disposition des canons 30 le long des barres-supports 20 est la même d'une barre à l'autre. Concernant cette disposition, les canons peuvent être disposés de façon équidistante le long de la barre-support, ou non, selon les caractéristiques désirées pour le signal émis. Un arrangement présentant une symétrie de rotation se traduit par un profil 25 omnidirectionnel de l'onde acoustique générée par le dispositif (source isotrope). D'autres arrangements peuvent cependant être envisagés selon les caractéristiques désirées pour le signal émis. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 3, le dispositif présente une symétrie de rotation d'ordre huit, les barres-supports 20 du dispositif s'étendant i0 dans un plan. Le fait que les barres-supports 20 s'étendent dans un plan permet notamment d'améliorer la stabilité géométrique du dispositif. Toutefois, on peut agencer les barres-supports 20 de sorte qu'elles s'étendent sur une surface en trois dimensions.

Par exemple, dans un mode de réalisation, les barres-supports 20 sont inscrites sur une surface conique. Ceci permet de moduler les caractéristiques d'émission des ondes acoustiques. Dans un autre mode de réalisation, les barres-supports 20 sont incurvées et sont inscrites sur une calotte sphérique. On peut aussi envisager des distributions de canons différentes d'une io barre à l'autre, par exemple de façon alternée pour conserver une symétrie de rotation.

Organe de liaison central

15 L'organe de liaison central 40 comprend un cadre annulaire 401 s'étendant dans un plan. En fonctionnement, les barres-supports 20 s'étendent radialement à partir du cadre annulaire. Le cadre annulaire comporte une pluralité d'articulations 404. Chaque 20 articulation 404 est associée à une barre-support 20 respective et permet de lier ladite barre-support 20 respective au cadre annulaire 401. Chaque articulation 404 comprend une première liaison pivot dont l'axe est perpendiculaire au plan contenant le cadre annulaire 401. Ceci permet à chaque barre-support 20 de pivoter dans le plan contenant le cadre annulaire, 25 autour de la première liaison pivot. Comme illustré à la figure 5, le cadre annulaire 401 est composé de deux parties 402, 403. L'une des extrémités de chaque partie 402, 403 est articulée respectivement autour d'une liaison pivot 405 dont l'axe est perpendiculaire au plan dans lequel s'étend le cadre annulaire 401. Ceci permet aux deux parties 2923916 Il 402, 403 de pivoter autour de la liaison pivot 405 de façon à ouvrir le cadre annulaire 401. Le fait que : - chaque articulation 404 comprenne une première liaison pivot 5 dont l'axe est perpendiculaire au plan dans lequel s'étend le cadre annulaire, et que - chaque partie 402, 403 soit articulée respectivement autour d'une liaison pivot 405 dont l'axe est perpendiculaire au plan dans lequel s'étend le cadre annulaire, io permet de replier le dispositif, tel qu'illustré à la figure 4. Ainsi, pour les opérations de mise à l'eau, de remise à bord du navire, et de stockage, le dispositif est replié de sorte à limiter son encombrement. De par la construction géométrique du cadre annulaire il est possible d'obtenir une configuration repliée dans laquelle la distance entre toutes les 15 barres-supports adjacentes est la même, ce qui permet d'augmenter la compacité du dispositif un fois replié. Chaque articulation 404 comporte également une deuxième liaison pivot dont l'axe s'étend dans le plan du cadre annulaire 401 et perpendiculairement à l'axe longitudinal de la barre. Ceci permet à chaque barre-support de pivoter 20 hors du plan dans lequel s'étend le cadre annulaire, et limite ainsi les contraintes mécaniques (liées notamment à la houle) sur le dispositif. Ceci provient du fait que le dispositif est maintenu à une profondeur désirée grâce à des flotteurs reliés respectivement aux extrémités libres de chaque barre-support 20 et de l'organe de liaison central 40 par l'intermédiaire 25 de câbles de profondeur. Ainsi, si un flotteur 50 relié à une barre-support 20 est sujet à un mouvement vertical causé par exemple par une vague, la barre-support 20 associée à ce flotteur 50 va pivoter autour de la deuxième liaison pivot sans perturber les autres éléments du dispositif. 5 L'agencement des articulations et leur type peut s'écarter du schéma décrit ci-dessus. Par exemple, l'articulation du cadre annulaire 401 peut comporter une deuxième liaison pivot dans le plan pour chaque partie 402 et 403 afin de limiter les contraintes mécaniques. Câbles d'entretoisement et câbles de remorquaqe

Comme décrit précédemment, le dispositif peut occuper deux positions : -une position déployée lors de l'utilisation du dispositif pour la 10 génération d'ondes acoustiques, - une position repliée lors de la mise à l'eau, de la remise à bord du navire et du stockage du dispositif. Les extrémités libres 202 de deux barres-supports 20a, 20b adjacentes ou un autre point de celles-ci sont respectivement reliées au navire par 15 l'intermédiaire d'un câble de remorquage 203. Ceci permet de maintenir le dispositif déployé lorsque celui-ci est tracté par le navire, c'est-à-dire lorsque les câbles de remorquage 203 associés aux deux barres-supports 20a, 20b sont tendus. Il est aussi envisageable que la liaison soit réalisée en un point autre que 20 l'extrémité libre de la barre-support, dans le but d'optimiser la répartition globale des efforts pour le dispositif d'émission. Les autres barres-supports 20 adjacentes non reliées au navire sont reliées deux à deux aux barres-supports qui leur sont adjacentes par l'intermédiaire de câbles d'entretoisement 204. Seules les barres-supports 20a, 25 20b reliées au navire ne sont pas reliées entre elles par l'intermédiaire d'un câble d'entretoisement. Les câbles d'entretoisement 204 permettent d'empêcher que l'angle 13 entre deux barres-supports 20 adjacentes ne dépasse une certaine valeur, de sorte à maintenir la configuration en étoile du dispositif. Bien entendu, d'autres moyens pourraient être utilisés pour limiter l'écartement entre deux barres-supports adjacentes. Avantageusement, chaque câble d'entretoisement 204 peut être dévidé à partir d'au moins un enrouleur automatique 205 solidarisé à au moins une des barres-supports 20 adjacentes par des moyens de fixation 206, comme illustré aux figures 6a et 6b. La figure 6a représente un enrouleur automatique 205 dans lequel le câble d'entretoisement 204 est totalement envidé. La figure 6b représente le même enrouleur automatique dans lequel le câble d'entretoisement 204 est partiellement dévidé. L'enrouleur automatique 205 est par exemple un dévidoir à ressort. Ceci permet d'éviter que les différents câbles d'entretoisement 204 ne s'emmêlent lorsque le dispositif est replié. Dans le mode de réalisation illustré aux figures 6a et 6b, chaque câble d'entretoisement 204 est dévidé à partir d'un unique enrouleur automatique 205 solidarisé à l'une des deux barres adjacentes 20. Dans un autre mode de réalisation, chaque câble d'entretoisement 204 est dévidé à partir de deux enrouleurs automatiques 205, chaque enrouleur automatique 205 étant solidarisé à une barre-support 20 adjacente. L'organe de liaison central 40 est relié au navire par l'intermédiaire d'un ombilical 406. Ceci permet de faciliter le repliement du dispositif par traction de l'ombilical 406 tout en relâchant la tension des câbles de remorquage 203. L'ombilical 406 est notamment utilisé pour acheminer l'air dans les canons 30 afin de générer les ondes acoustiques.

Barres-supports

Comme illustré aux figures 7a et 7b, chaque barre-support 20 comprend une section à profil hydrodynamique. Ceci permet de réduire la résistance hydrodynamique, ou traînée, des barres-supports 20, et par conséquent du dispositif. Ceci permet également de réduire les vibrations hydrodynamiques. Avantageusement, le profil des barres-supports peut être asymétrique afin de créer une portance négative à l'avancement ; ceci permet de mieux stabiliser le dispositif en profondeur.

Chaque barre-support 20 comprend une âme 209 en mousse expansée. Ceci permet d'augmenter la flottaison de chaque barre-support 20, et ainsi de limiter le nombre et la taille des flotteurs 50. Alternativement, les barres-supports peuvent être réalisées en matériaux composites. Chaque barre-support 20 comporte un évidement longitudinal 210 destiné à recevoir des câbles électriques 211 et un conduit d'acheminement 212 d'air comprimé. L'évidement longitudinal 210 est disposé au niveau du bord de fuite 208 de chaque barre-support 20. Avantageusement, au moins deux barres-supports 20c, 20d peuvent comprendre respectivement au moins un volet 213 articulé à ladite barre 20c, 20d, l'axe de l'articulation 214 étant parallèle à la barre-support 20c, 20d. Dans ce cas, chaque volet 213 est apte à être déplacé : - d'une position fermée illustrée à la figure 7a, où le volet 213 s'étend dans un plan sensiblement parallèle au plan dans lequel s'étend le dispositif, - à une position ouverte illustrée à la figure 7b, où le volet 213 s'étend dans un plan séquent au plan dans lequel s'étend le dispositif. Ces volets 213 permettent de piloter la navigation du dispositif dans la direction transversale, pour des applications notamment où deux sources sont positionnées de part et d'autre de la ligne médiane d'avancement du navire (sources duales). Ces volets peuvent aussi servir à faciliter le repliement et le déploiement du dispositif, ou être mis à profit pour augmenter la stabilité en profondeur du dispositif.

Chaque volet 213 est associé à des moyens de déplacement du volet 213 pour permettre le déplacement du volet 213 de la position fermée à la position ouverte et vice versa. Dans le mode de réalisation illustré aux figures 7a et 7b, les moyens de déplacement du volet 213 comprennent un ballon 215 disposé entre la barre-support 20 et le volet 213 pour permettre le déplacement du volet 213 : - de la position fermée (figure 7a) à la position ouverte (figure 7b) lors du gonflement du ballon 215, - de la position ouverte (figure 7b) à la position fermée (figure 7a) io lors du dégonflement du ballon 215. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 8, deux barres-supports 20e, 20f comprennent chacune un volet 213 à leurs extrémités libres 202 Lorsque le volet 213 associé à la première barre-support 20e est dans la position ouverte et que le volet 213 associé à la deuxième barre-support 20f 15 est dans la position fermée, le dispositif se déplace selon une première direction (par exemple vers la droite par rapport à la direction de déplacement du navire). Lorsque le volet 213 associé à la première barre-support 20e est dans la position fermée et que le volet 213 associé à la deuxième barre-support 20f est dans la position ouverte, le dispositif se déplace selon une 20 deuxième direction (par exemple vers la gauche par rapport à la direction de déplacement du navire). Bien entendu, l'homme du métier comprendra que, selon le mode de réalisation, chacune des deux barres-supports 20 peut comprendre un ou plusieurs volets 213. Par ailleurs, l'homme du métier comprendra également 25 que deux ou plus de deux barres-supports 20 peuvent comprendre des volets 213. Par exemple, des volets 213 disposés sur les bras 20c et 20d permettent de faciliter le repliement du dispositif lorsque les deux volets sont dans la position ouverte, que les câbles de remorquage 203 sont détendus et que la tension de l'ombilical 406 est maintenue. Un volet 213 peut également être associé à l'organe de liaison central 40, par exemple au niveau de la liaison pivot 405 du cadre annulaire 401. Ceci permet de faciliter le déploiement du dispositif lorsque le volet 213 associé à l'organe de liaison central 40 est dans la position ouverte, que l'ombilical 406 est détendu et que les câbles de remorquage sont tendus. Le même type de volets peut également servir à générer une portance négative additionnelle afin d'augmenter la prépondérance vers le bas du dispositif lorsqu'une meilleure stabilisation en profondeur est requise.

Moyens de liaison des canons

Chaque barre-support 20 est destinée à supporter un ou plusieurs canons 30, tout comme le cadre annulaire 401. Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 1, chaque barre-support 20 supporte dix canons 30 disposés par paire à une distance donnée par rapport à l'organe de liaison central 40. Le cadre annulaire 401 supporte quant à lui deux canons.

Les canons 30 de chaque paire peuvent être disposés de part et d'autre de la barre-support 20. Ceci est destiné à faciliter la coalescence des bulles d'onde acoustique générées par chaque canon 30. Ainsi, lorsque les barres-supports 20 s'étendent dans un plan, les canons 30 s'étendent tous dans le même plan. Bien entendu, dans le cas où les barres-supports 20 s'étendent sur une surface en trois dimensions, par exemple lorsque les barres-supports 20 sont inscrites sur une surface conique, les canons 30 s'étendent tous sur la génératrice du cône. Avantageusement, chaque canon 30 peut être relié à sa barre-support 20 par l'intermédiaire de moyens de liaison permettant le déplacement du canon 30 d'une première position dite d'acquisition, à une deuxième position dite de stockage. Dans la position d'acquisition, chaque canon 30 est disposé de part et d'autre de la barre-support 20, comme illustré à la figure 9a. En d'autres termes, les canons 30 d'une paire sont disposés dans le plan contenant les barres-supports 20. Dans la position de stockage de la figure 9b, les canons 30 d'une paire sont disposés au dessus de la barre-support 20 associée. En d'autres termes, les canons 30 sont disposés au dessus du plan contenant les barres-supports io 20. Ceci permet d'éviter que les canons 30 ne raclent sur le pont du navire lorsque le dispositif est remis à bord de celui-ci. Par ailleurs, le fait que les canons 30 soient situés au dessus de la barre-support 20 dans la position de stockage permet de faciliter les interventions de manutention et d'entretien des 15 canons 30 lorsque le dispositif est à bord du navire. Bien entendu, les moyens de déplacement permettant de faire pivoter le bras 304 associé à un canon 30 peuvent être de différents types. Par exemple, dans la réalisation illustrée aux figures 9a et 9b, les moyens de déplacement associés à chaque canon 30 comprennent : 20 - une plaque rigide 307 fixée au bras 304, et - un ballon 308 disposé entre la plaque rigide 307 et la barre-support 20. De tels moyens de déplacement permettent : - le déplacement du canon de la position de stockage à la position 25 d'acquisition lors du dégonflement du ballon 308 (figure 9a), - le déplacement du canon 30 de la position d'acquisition à la position de stockage lors du gonflement du ballon 308 (figure 9b). Par ailleurs, de tels moyens de déplacement sont simples à mettre en oeuvre et peuvent utiliser l'air transmis grâce à l'ombilical 406. 5 Les canons reliés au cadre central peuvent l'être en employant des moyens de liaison et de déplacement semblables à ceux des barres-supports. Toutefois, les canons du cadre annulaire ne sont pas obligatoirement montés par paire symétrique. Flotteurs

Les flotteurs 50 associés aux barres-supports 20 et à l'organe de liaison central 40 peuvent être de forme hydrodynamique, disposés à l'horizontale ou 10 à la verticale. Avantageusement, chaque câble de profondeur 501 peut être dévidé à partir soit d'un treuil solidarisé au flotteur 50, soit d'un treuil solidarisé à l'extrémité libre de sa barre-support 20 associée. Ceci permet d'éviter que les câbles de profondeur 501 ne s'emmêlent lors 15 du stockage du dispositif dans le navire et facilite les opérations de manutention de celui-ci. Ces treuils peuvent être à alimentation électrique ou autonomes (fonctionnant sur batterie), commandés ou télécommandés. Enfin, et comme illustré à la figure 12a, chaque flotteur 50 peut 20 comprendre un crochet 502 pour la mise hors d'eau ou dans l'eau du dispositif. Ceci facilite la manutention du dispositif.

Ombilical et circuits associés

25 L'ombilical sert à faire transiter l'air sous pression, la puissance électrique et les données entre le bateau sismique et le dispositif source. L'utilisation de fibres optiques peut être envisagée en ce qui concerne la transmission de données.

L'ombilical transmet également des efforts de traction surtout en phase de repliement et de navigation vers le bateau. Afin de limiter la traction propre de l'ombilical pendant les autres phases (navigation vers la position de tir, déploiement et opérationnelle), une flottaison additionnelle peut être fournie via l'emploi de bouées intermédiaires ou d'âmes en mousse expansée par exemple. De même, l'âme de traction de l'ombilical peut être réalisée en matériau léger afin de réduire son poids propre. Une fois arrivé au niveau du cadre central, les différent circuits associés cheminent le long des barres-supports pour atteindre les canons et autres composants du dispositif. La géométrie en étoile procure une optimisation en ce qui concerne la longueur totale des circuits. Avantageusement, les circuits au niveau des barres-supports peuvent être inclus dans un carénage (fairing en anglais) rigide ou souple disposé sur le bord de fuite de ces barres. Cela permet de réduire la traînée du dispositif tout en fournissant un accès rapide à ces circuits lors des interventions de maintenance.

Epuipement du navire Le navire peut comprendre, pour la manutention du dispositif décrit précédemment, différents équipements. Le lecteur appréciera que ce type d'équipement peut également être utilisé avec d'autres dispositifs tels que ceux de l'art antérieur comprenant une pluralité d'éléments de liaison ( subarrays ) parallèles.

Un exemple d'équipements pour la manutention du dispositif est illustré aux figures 10 et 11 a-11 c. Ces équipements comprennent des bras de levage 601 rétractables 60. Une des extrémités de chaque bras de levage est fixée à une chaîne de levage 602 reliée à une extrémité respective d'une barre de levage 603.

Les bras de levage rétractables 601 sont aptes à se déployer à l'arrière du navire. La barre de levage 603 est destinée à recevoir les crochets 502 des flotteurs 50 lors d'opération de manutention du dispositif. Le navire peut également comprendre une grille de levage 70 comportant une barre avant 701 en ellipse, une barre arrière 702 cylindrique et des dents 703. Les barres avant 701 et arrière 702 s'étendent parallèlement, les dents (tiges courbes) 703 s'étendant perpendiculairement aux barres avant 701 et arrière 702 le long de celles-ci de sorte à former une grille. io La barre avant 701 est destinée à être en contact avec les barres-supports 20 lors de la manipulation du dispositif. Elle peut comprendre, sur sa face destinée à venir en contact avec les barres-supports 20, un matériau souple 704 pour amortir le contact entre la barre avant 701 et les barres-supports 20. Les dents 703 sont en forme de tiges courbes et sont espacées d'une 15 distance suffisante pour permettre le passage d'une barre-support 20 entre deux dents 703. Chaque dent 703 est fixée à la barre avant 701 par une articulation simple 705 dont l'axe de rotation est parallèle à la barre 701 ; ceci permet à la barre avant 701 de pivoter, de sorte à maintenir un contact plan entre la barre avant 20 701 et les barres-supports 20 comme il sera expliqué dans la suite. La grille 70 est suspendue à une grue du navire par l'intermédiaire de chaînes de levage 706 fixées aux extrémités des barres avant 701 et arrière 702 de la grille 70 par des points de levage 707.

25 Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement du dispositif décrit précédemment est le suivant.

Lorsque le dispositif est déployé, c'est-à-dire lorsque les barres-supports 20 sont disposées de sorte à former une étoile, le dispositif est utilisé pour générer des ondes acoustiques afin de permettre l'établissement de la géologie du sous-sol.

Le dispositif est tracté par le navire. Des ondes acoustiques sont générées et émises par les différents canons 30. Dans le cas où le dispositif présente une symétrie de rotation, l'émission d'onde acoustique est omnidirectionnelle. Dans le cas où les barres-supports 20 du dispositif présentent une section à profil hydrodynamique, la résistance hydrodynamique du dispositif est réduite. De plus, la position de part et d'autre des canons 30 permet également de diminuer la résistance hydrodynamique du dispositif par rapport à un système où les canons seraient situés au dessus ou en dessous. Cette disposition dans le plan permet également d'optimiser les efforts mécaniques transmis à la barre-support associée. Les ondes acoustiques générées sont réfléchies par les différentes couches du sous-sol et sont enregistrées par des hydrophones situés sur des flûtes traînées par le navire. Une fois l'acquisition de données terminée, ou en cas de problème de fonctionnement du dispositif, celui-ci est replié pour permettre la remise à bord du navire de celui-ci. Dans le cas où les flotteurs 50 comprennent des treuils, les câbles de profondeur 501 sont envidés dans les treuils pour remonter les barres-supports 20 à proximité de la surface de l'eau.

Dans le cas de canons 30 articulés, on remonte les canons 30 au dessus des barres-supports 20 grâce aux moyens de déplacement des canons 30. Optionnellement, cette étape peut être réalisée avant de remonter les barres-supports 20 à proximité de la surface de l'eau.

On augmente ensuite la traction exercée sur l'ombilical 406 et on diminue celle exercée sur les câbles de remorquage. Ceci induit le pivotement des deux parties 402, 403 du cadre annulaire 401 autour de leur articulation 405, et des barres-supports 20 autour d'un axe de rotation perpendiculaire au plan dans lequel ces barres-supports 20 s'étendent. Ces différents éléments pivotent jusqu'à ce que le dispositif soit replié, c'est-à-dire jusqu'à ce que les barres-supports 20 soient disposées derrière l'organe de liaison central 40 par rapport au navire, et que lesdites barres 20 soient disposées sensiblement parallèlement et à égale distance les unes des io autres, comme illustré à la figure 4. Dans le cas où des volets 213 sont disposés sur des barres-supports 20, on déploie ces volets 213 pour faciliter le repliement du dispositif. Par ailleurs, dans le cas où l'organe de liaison central 40 comprend également un volet, on replie ce volet pour faciliter le repliement du dispositif. 15 On augmente ensuite la traction sur l'ombilical 406 du dispositif pour le ramener à proximité de l'arrière du navire. On déploie les bras de levage 601 et on fait descendre la barre de levage au niveau du crochet 502 du flotteur 50 lié à l'organe de liaison central 40. Le crochet 502 du flotteur 50 est engagé dans la barre de levage 603. 20 Une fois le crochet 502 engagé, la barre de levage est soulevée. On ramène ensuite la barre de levage 603 à bord du navire 60 en rétractant les bras de levage 601. Une fois l'organe de liaison central 40 à l'arrière du navire 60, le crochet 502 du flotteur 50 est désengagé de la barre de levage 603 et fixé à des 25 moyens de fixation du navire 60. Les bras de levage sont ensuite redéployés pour déplacer la grille de levage 70 de sorte à la disposer sous les extrémités libres des barres-supports 20, comme illustré à la figure 12a. La grille de levage 70 est soulevée de sorte : - à intercaler les barres-supports entre les dents 703 de la grille de levage 70, - à faire entrer en contact la barre avant 701 avec les barres-supports 20 à proximité de leurs extrémités libres.

Les barres-supports 20 entrent en contact avec la barre avant 701 de la grille de levage 70 et sont soulevées hors de l'eau (cf. figure 12b). La barre arrière 702 entre en contact avec les flotteurs pour les extraire de l'eau. La grille est soulevée jusqu'à ce que les barres-supports s'étendent selon une direction généralement horizontale. io La grille de levage et les barres-supports 20 du dispositif sont ramenées à l'intérieur du navire. Les barres-supports 20 peuvent racler sur le pont du navire lors de la remise à bord du dispositif. On comprend dès lors l'intérêt des moyens de liaison des canons 30 permettant le déplacement de ceux-ci d'une position 15 d'acquisition (où les canons 30 sont de part et d'autre des barres-supports 20) à une position de stockage (où les canons 30 sont situés au dessus des barres-supports 20) de manière à éviter que les canons 30 ne raclent le pont du navire lors de la manipulation du dispositif. Des ponts roulants du navire peuvent être utilisés pour manipuler le 20 dispositif à l'intérieur du navire. L'opération de mise à l'eau du dispositif comprend les mêmes étapes en ordre inverse. Le lecteur appréciera que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'invention telle que décrite ci-dessus sans sortir matériellement 25 des enseignements du présent document. Par exemple, l'organe de liaison central 40 et/ou les barres-supports 20 peuvent être liés à plus d'un flotteur 50. De plus, dans les modes de réalisation décrits précédemment, l'organe de liaison central destiné à recevoir les barres-supports est articulé aux barres- supports. Le lecteur appréciera que dans certains modes de réalisation, l'organe de liaison central destiné à recevoir les barres-supports est fixé aux barres-supports de manière amovible, par exemple par emboîtement ou par toute autre technique connue de l'homme du métier, cette fixation amovible pouvant être articulée ou non. Enfin, la forme en étoile du dispositif, la position de l'organe de liaison central et/ou la longueur des barres-supports peuvent varier. io

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'émission d'ondes sismiques conçu pour opérer en étant remorqué par un bateau, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins trois barres-supports (20), une pluralité de canons (30) placés le long de chaque barre-support, un organe de liaison central (40) recevant une extrémité des barres-supports et agencé pour que les barres-supports puissent être déployées selon une géométrie en étoile, et des moyens pour maintenir les barres-supports dans cette géométrie en opération. i0

2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'une des extrémités (201) de chaque barre-support (20) est liée à l'organe de liaison central (40) de sorte que lesdites barres-supports (20) sont aptes à être déplacées depuis une première position repliée où les barres-supports (20) s'étendent 15 globalement parallèlement les unes par rapport aux autres jusqu'à une seconde position dite déployée où les barres-supports (20) forment un motif en étoile.

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel les canons (30) 20 respectifs de chaque barre-support (20) étant disposés en fonction des caractéristiques recherchées pour le signal émis, et l'angle ([3) entre deux barres-supports (20) adjacentes est constant en fonctionnement.

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les barres- 25 supports (20) s'étendent dans un plan.

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les barres-supports (20) sont inscrites sur une surface conique.

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'organe de liaison central (40) comprend un cadre annulaire (401) s'étendant dans un plan, ledit cadre annulaire (401) comportant au moins trois articulations (404) pour lier les barres-supports (20) respectives au cadre annulaire (401).

7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel le cadre annulaire (401) est constitué de deux parties (402, 403) dont l'une des extrémités est articulée respectivement autour d'une liaison pivot (405) dont l'axe est io perpendiculaire au plan dans lequel s'étend le cadre annulaire (401).

8. Dispositif selon l'une des revendications 6 ou 7, dans lequel chaque articulation (404) comporte une liaison pivot dont l'axe est perpendiculaire à l'axe longitudinal de la barre-support et s'étend dans le plan du cadre 15 annulaire (401).

9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, dans lequel chaque articulation (404) comprend une liaison pivot dont l'axe est perpendiculaire à l'axe longitudinal de la barre-support et perpendiculaire au plan 20 contenant le cadre annulaire (401).

10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel l'extrémité libre (202) de chaque barre-support (20) est reliée à un flotteur (50) par l'intermédiaire d'au moins un câble de profondeur (501), et l'organe de 25 liaison central (40) est relié à un flotteur (50) par l'intermédiaire d'au moins un câble de profondeur (501).

11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel, en opération, deux barres-supports (20a, 20b) adjacentes sont reliées à un bateau par l'intermédiaire d'un câble de remorquage (203).

12. Dispositif selon la revendication 11, dans lequel les barres-supports (20) non reliées au bateau sont reliées deux à deux par l'intermédiaire de câbles d'entretoisement (204).

13. Dispositif selon la revendication 12, dans lequel chaque câble io d'entretoisement (204) est dévidé à partir d'au moins un enrouleur automatique (205) solidarisé à une barre-support (20) adjacente.

14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel chaque barre-support (20), les canons (30) sont disposés par paire à une distance 15 donnée par rapport à l'organe de liaison central (40), les canons (30) de ladite paire étant disposés de part et d'autre de la barre-support (20).

15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, dans lequel chaque canon (30) est relié à sa barre-support (20) par l'intermédiaire de moyens de 20 liaison permettant le déplacement du canon (30) d'une première position dite d'acquisition à une deuxième position dite de stockage.

16. Dispositif selon la revendication 15, dans lequel, dans la position dite d'acquisition, les canons (30) sont disposés dans le plan contenant les 25 barres-supports (20).

17. Dispositif selon l'une des revendications 15 ou 16, dans lequel, dans la position dite de stockage, les canons (30) sont disposés au dessus du plan contenant les barres-supports (20).

18. Dispositif selon l'une des revendications 14 à 16, dans lequel les moyens de liaison comprennent un bras (304) comportant une articulation à son extrémité liée à la barre-support (20), l'axe de l'articulation étant parallèle à la barre-support (20), et des moyens de déplacement pour faire pivoter ledit bras (304).

19. Dispositif selon la revendication 18, dans lequel les moyens de déplacement du canon (30) comprennent une plaque rigide (307) fixée au io bras (304) et un ballon (308) disposé entre la plaque rigide (307) et la barre-support (20) de sorte à déplacer le canon (30) de la position d'acquisition à la position de stockage lors du gonflement du ballon (308).

20. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 19, dans lequel chaque barre- 15 support (20) comprend une âme (209) en mousse expansée.

21. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 19, dans lequel chaque barre-support (20) comporte une section à profil hydrodynamique. 20

22. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 21, dans lequel chaque barre-support (20) comporte un évidement longitudinal (210) destiné à recevoir des câbles électriques (211) et un conduit d'acheminement d'air (212).

23. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 22, dans lequel au moins deux 25 barres-supports (20e, 20f) comprennent respectivement au moins un volet (213) articulé à ladite barre (20e, 20f), l'axe de l'articulation (214) étant parallèle à la barre (20e, 20f), le volet (213) étant apte à être déplacé d'une position fermée à une position ouverte.

24. Dispositif selon la revendication 23, dans lequel chaque barre-support (20) comprenant un volet (213) articulé comprend en outre un ballon (215) entre la barre-support (20e, 20f) et le volet (213) pour permettre le déplacement du volet (213) de la position fermée à la position ouverte lors du gonflement du ballon (215), et pour permettre le déplacement du volet (213) de la position ouverte à la position fermée lors du dégonflement du ballon (215).

25. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9 ou 11 à 24 en combinaison io avec la revendication 10, dans lequel chaque câble de profondeur (501) est dévidé à partir d'au moins un treuil, commandé ou télécommandé, à alimentation électrique ou autonome, solidarisé au flotteur (50).

26. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9 ou 11 à 25 en combinaison 15 avec la revendication 10, dans lequel les flotteurs (50) sont de forme hydrodynamique, disposés à l'horizontale ou à la verticale.

27. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9 ou 11 à 26 en combinaison avec la revendication 10, dans lequel chaque flotteur (50) comprend un 20 crochet (502) pour la mise hors d'eau ou dans l'eau du dispositif.

28. Système d'émission d'ondes sismiques remorqué par un bateau, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins trois barres-supports (20), une pluralité de canons (30) placés le long de chaque barre-support, un 25 organe de liaison central (40) recevant une extrémité des barres-supports de façon que les barres-supports soient déployées selon une géométrie en étoile, une paire de barres-supports adjacentes étant reliée à des câbles de remorquage reliés au bateau, les autres paires de barres-supports adjacentes étant reliées par des câbles d'entretoisement respectifs.