FR2964200A1

FR2964200A1 - Source sismique marine

Info

Publication number: FR2964200A1
Application number: FR1056845A
Authority: FR
Inventors: Bezhad Vahida; Thierry Payen
Original assignee: CGG Services SAS
Current assignee: Sercel SAS
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2012-03-02
Anticipated expiration: 2030-08-30
Also published as: US20130112495A1; US8770336B2; FR2964200B1; WO2012028618A1

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'émission d'ondes sismiques conçu pour opérer en étant remorqué par un bateau, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens aptes à décharger dans l'eau, de l'air comprimé à haute pression pour générer une bulle (44) de forme générale annulaire.

Description

SOURCE SISMIQUE MARINE

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 i0 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 qu'à partir des signaux enregistrés, appelés traces, il soit possible de produire des images de 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 (« sub-array» selon la terminologie anglo-saxonne) du type rigide (poutres) ou souples (chaînes). Chaque canon à air 10 décharge brusquement dans l'eau de l'air comprimé à haute pression pour provoquer une onde sismique qui se propage jusque dans le sous sol marin. Il est connu de regrouper les canons à air par groupe de trois pour io produire une bulle unique à partir des bulles élémentaires générées par les trois canons à air. Pour ce faire, trois canons à air sont positionnés à proximité immédiate les uns des autres, de sorte que les bulles élémentaires générées par les trois canons à air coalescent pour former une bulle ayant une période de plus 15 grande oscillation que les trois bulles élémentaires. Ceci permet, à partir de trois canons à air de faible puissance, de produire une bulle résultante dont les caractéristiques sont équivalentes à celles obtenues avec un canon unique de plus forte puissance. Les canons à air étant très proches les uns des autres dans les 20 dispositions proposées, la bulle résultante - produite à partir des bulles élémentaires sphériques générées par les trois canons à air - a une géométrie sphérique. On constate que la bulle résultante présente un spectre d'amplitude irrégulier, en d'autres termes des oscillations de grande amplitude. La raison 25 présumée est la résistance offerte par la pression hydrostatique du milieu marin environnant. L'invention se propose d'obtenir une bulle au spectre d'amplitude plus régulier que dans la technique classique consistant à former par coalescence une bulle sphérique.

PRESENTATION DE L'INVENTION

Il est proposé selon l'invention un dispositif d'émission d'ondes sismiques pour l'acquisition de données sismiques en mer, remarquable en ce qu'il comprend des moyens aptes à décharger dans l'eau de l'air comprimé à haute pression, lesdits moyens étant agencés pour générer une bulle de forme générale annulaire. Le dispositif de source sismique marine proposé est utilisé io Le dispositif selon l'invention peut comporter les caractéristiques ci- après : - les moyens comprennent une pluralité de sources d'air comprimé, chaque source d'air comprimé permettant de générer une bulle élémentaire, lesdites sources d'air comprimé étant positionnées les 15 unes par rapport aux autres de sorte à générer la bulle de forme générale annulaire à partir des bulles élémentaires ; - la distance dajd entre deux sources d'air comprimé adjacentes est inférieure à la distance dnonadj entre deux sources d'air comprimé non adjacentes, lesdites distances étant choisies de sorte que les bulles 20 élémentaires formées par deux sources d'air comprimé adjacentes coalescent alors que les bulles élémentaires formées par deux sources d'air comprimé non adjacentes ne coalescent pas ; - chaque source d'air comprimé comprend une paire de canons à air ; - la distance entre deux sources d'air comprimé adjacentes est 25 comprise entre 0.5 mètre et 1.5 mètre ; - la distance moyenne entre une source d'air comprimé et le barycentre des sources d'air comprimé est supérieure ou égale à 2 mètres ; - les moyens comprennent des barres-supports, chaque source d'air comprimé étant fixée à une barre-support respective ; 3 - la bulle de forme générale annulaire produite par le dispositif a une forme généralement toroïdale. On propose également un procédé d'émission d'ondes sismiques, remarquable en ce qu'il comprend une étape de décharge dans l'eau d'air comprimé à haute pression, agencée pour générer une bulle de forme générale annulaire.

PRESENTATION DES FIGURES

io 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 dispositifs de l'art antérieur ; 15 - la figure 3 montre différents exemples du profil transversal de bulles toroïdales ; - la figure 4 montre un exemple de bulle toroïdale en trois dimensions ; - les figures 5 et 6 illustrent les spectres d'amplitude obtenus à partir de dispositifs adapté pour générer une bulle sphérique ; 20 - les figures 7 à 9 illustrent un premier mode de réalisation d'un dispositif adapté pour générer une bulle toroïdale ; - la figure 10 illustre un spectre d'amplitude obtenu au moyen d'un dispositif tel qu'illustré aux figures 7 à 9 ; - les figures 11 à 16 illustrent un second mode de réalisation d'un 25 dispositif adapté pour générer une bulle toroïdale.

DESCRIPTION

La bulle d'air générée par un dispositif d'émission d'ondes sismiques a dans les exemples représentés en coupe transversale à la figure 3 une forme générale toroïdale. Les exemples de la figure 3 illustrent différentes géométries pour la bulle. La figure 4 représente une de ces géométries, à savoir une bulle toroïdale, en trois dimensions. Il est à noter qu'une bulle de forme généralement toroïdale est elle-même une forme particulière de bulle de forme générale annulaire. io Une caractéristique d'une bulle de géométrie généralement annulaire ou toroïdale est qu'elle définit dans le milieu marin deux régions, une région extérieure ou périphérique 21 et une région intérieure 22. Du fait de cette caractéristique, la bulle présente une oscillation réduite. Ceci semble lié à la résistance offerte par la pression de l'eau dans la région 15 intérieure. Un logiciel commercial de modélisation de canons à air pour la sismique, dénommé « GUNDALF », a fourni un aperçu très prometteur sur les caractéristiques d'onde acoustique d'une bulle toroïdale. Les figures 5 et 6 permettent une comparaison du spectre d'amplitude obtenu avec un canon à 20 air générant une bulle sphérique vis-à-vis de différents exemples de réalisation du dispositif d'émission d'ondes sismiques adapté pour générer une bulle toroïdale. La figure 5 représente le spectre d'amplitude 30 obtenu à partir d'un dispositif 3 comprenant un unique canon à air 31 générant une bulle sphérique 25 32. On constate que le spectre d'amplitude 30 de ce dispositif 3 comprend une pluralité d'oscillations 33 liées aux oscillations de la bulle 32. Ces oscillations 33 sont dues d'une part à l'expulsion d'air par le canon 31 et d'autre part aux forces hydrostatiques exercées sur la bulle sphérique 32. Plus précisément, l'expulsion d'air par le canon à air 31 tend à augmenter le volume de la bulle 5 sphérique 32 tandis que les forces hydrostatiques tendent à comprimer celle-ci. Il en résulte des oscillations dans le spectre d'amplitude d'un tel dispositif 3. La figure 6 représente le spectre d'amplitude 40 obtenu à partir d'un premier exemple de dispositif 4 adapté pour générer une bulle de forme générale toroïdale 44. Ce dispositif comprend une pluralité de canons à air 41 répartis le long d'un cercle. Ce dispositif permet de générer une bulle de forme générale toroïdale 44 à partir d'une pluralité de bulles sphériques 42 produites par les canons à air 41. On constate que les oscillations 43 du spectre d'amplitude 40 de ce dispositif 4 sont atténuées par rapport aux oscillations 33 io du spectre d'amplitude 30 obtenu à partir d'un dispositif 3 générant une bulle sphérique. Cette atténuation peut être attribuée à la présence de milieu liquide dans la région intérieure 22, qui offre une résistance aux oscillations. Il ressort des figures 5 et 6 que le spectre d'amplitude des oscillations d'une bulle de forme générale toroïdale est faible par rapport à celui d'une bulle 15 sphérique. En effet seule la première période du spectre d'amplitude d'une bulle toroïdale présente une oscillation significative. Il apparaît également que l'onde acoustique générée par une bulle toroïdale est entièrement isotrope dans le sens axial en raison de la symétrie de rotation de la bulle toroïdale. Ceci induit une diminution du « notch » dans le 20 spectre d'amplitude de la source sismique dû à la réflexion sur la surface de l'eau, appelée effet fantôme. Le fait que le spectre d'oscillation d'une bulle toroïdale ne comprend qu'une seule oscillation et que la bulle toroïdale présente une onde de compression unique se propageant vers le fonds marin facilite les opérations 25 de traitement qu'il faut réaliser pour produire des images du sous-sol à partir des données sismiques. On a illustré à la figure 7 une vue schématique d'un exemple de dispositif permettant de générer une bulle de forme générale annulaire.

Ce dispositif 5 comprend une pluralité de sources d'air comprimé 51a à 51g, dans l'exemple représenté huit sources. On entend, dans le cadre de la présente invention, par « source d'air comprimé », un ensemble comprenant un ou plusieurs canons (typiquement un, deux ou trois canons à air) permettant de produire une bulle élémentaire sphérique 52a à 52g. Les sources d'air comprimé 51a à 51g sont réparties selon une géométrie généralement annulaire, laquelle peut ou non s'étendre sensiblement dans un plan. Dans tous les cas, les sources d'air comprimé 51a à 51g sont io positionnées les unes par rapport aux autres de sorte à générer une bulle résultante 53 ayant une forme généralement annulaire à partir des bulles élémentaires sphériques 52a à 52g. Plus précisément, les sources d'air comprimé 51a à 51g sont disposées de sorte que : 15 - les bulles élémentaires sphériques 52a-52b, 52b-52c, ..., 52g-52a générées par deux sources d'air comprimé adjacentes 51a-51b, 51b-51c, ..., 51g-51a coalescent, - les bulles élémentaires sphériques de sources d'air comprimé non adjacentes ne coalescent pas. 20 A cet effet, la distance dajd entre deux sources d'air comprimé adjacentes est choisie inférieure à la distance dnonadj entre deux sources d'air comprimé non adjacentes. Les valeurs de ces distances dajd, dnonadj peuvent varier en fonction de la puissance et du volume des sources d'air comprimé 51a à 51g utilisées dans le 25 dispositif 5. Par exemple, la distance dajd entre deux sources d'air comprimé adjacentes peut être comprise entre 50 et 150 cm , ou encore de l'ordre de 60 à 120 cm. Par ailleurs, la distance moyenne entre les sources d'air comprimé et leur barycentre peut être supérieure ou égale à 2 mètres.

Le fait de disposer les sources d'air comprimé 51a à 51g de sorte que les bulles élémentaires des sources d'air comprimé non adjacentes ne coalescent pas permet de regrouper plus de trois sources d'air comprimé. Il est ainsi possible de fournir un dispositif d'émission d'ondes sismiques plus puissant que les dispositifs de l'art antérieur, ou d'obtenir un dispositif d'émission d'onde sismique de puissance équivalente aux dispositifs de l'art antérieur à partir de sources d'air comprimé de puissances inférieures qui sont moins coûteuses. On va décrire dans ce qui suit des exemples de réalisation de io structures-supports pour maintenir les sources d'air comprimé selon une forme annulaire. Dans un mode de réalisation, illustré à la figure 8, la structure-support est du type en étoile tel que décrit dans le document WO 2009/063035. Le dispositif d'émission d'ondes sismiques 6 comprend au moins trois barres- 15 supports 61, des sources d'air comprimé 62 (composés chacune d'une paire de canons à air 62a, 62b) placées le long de chaque barre-support 61, un élément de liaison central 63 recevant une extrémité des barres-supports 61, l'élément de liaison 63 étant agencé pour que les barres-supports 61 puissent être déployées selon une géométrie en étoile, et des moyens pour maintenir 20 les barres-supports dans cette géométrie en opération. La géométrie en étoile évite que les sources d'air comprimé 62 d'une barre-support 61 ne viennent en contact avec les sources d'air comprimé 62 d'une autre barre-support sous l'effet de la houle ou des courants marins. Cette structure permet d'obtenir une telle géométrie tout en satisfaisant aux 25 exigences opérationnelles concernant le déploiement, la stabilité géométrique en opération et la récupération à bord du bateau. Ceci assure un positionnement relatif précis des sources d'air comprimé 62 en opération. En disposant les sources d'air comprimé 62 sur ce dispositif le long d'un motif en cercle, les sources d'air comprimé 62 adjacentes étant suffisamment proches pour que les bulles générées par celles-ci coalescent, et les sources d'air comprimé non adjacentes étant suffisamment éloignées pour que les bulles générées par celles-ci ne coalescent pas, il est possible de produire une bulle de forme générale annulaire , comme par exemple une bulle de forme toroïdale. Avantageusement, le dispositif peut comprendre au moins un canon à air 64 disposé à l'extérieur du motif et à une distance telle que la bulle élémentaire du canon à air 64 extérieur au motif coalesce avec la bulle élémentaire de la source d'air comprimé 62 la plus proche. Ceci permet une io réinjection d'air dans la bulle présentant la forme d'un tube courbé refermé sur lui-même. Cette réinjection d'air présente l'avantage d'améliorer encore le spectre d'émission du dispositif d'émission d'onde sismique. Pour améliorer encore le spectre d'amplitude du dispositif d'émission d'ondes sismiques, il est possible de disposer deux moyens 7, 8 aptes à 15 générer une bulle toroïdale à deux profondeurs différentes, comme illustré à la figure 9. Chacun desdits moyens 7 (respectivement 8) peut comprendre une pluralité de sources d'air comprimé 71 (respectivement 81) disposées de sorte que les bulles élémentaires de sources adjacentes coalescent et que les bulles élémentaires de sources non adjacentes ne coalescent pas. Le spectre 20 d'amplitude d'un tel dispositif est illustré à la figure 10. On constate que les oscillations 83 du spectre d'amplitude 80 de ce dispositif sont atténuées par rapport aux oscillations 43 du spectre d'amplitude 40 obtenu à partir du dispositif illustré à la figure 6. Un autre exemple de réalisation est illustré aux figures 11 à 16. 25 Le dispositif comprend une structure de support de forme allongée, ou mât, 100 conçu pour supporter une ou des sources sismiques marines. Dans le mode de réalisation représenté, le dispositif comprend deux sources désignées dans leur ensemble par les références 200, 300 placées sur le mât 100 en des positions respectives espacées selon la direction longitudinale du mât. 2964200 i0 Le dispositif comporte des moyens permettant de remorquer le mât 100 à partir d'un navire, non représenté, en le maintenant dans une position sensiblement verticale, comme représenté aux figures 11 à 13. Dans ce qui suit, on utilisera les termes « supérieur » et « inférieur » en référence à la 5 position verticale du mât 100 représentée aux figures 11 et 12 et le terme « transversal » en référence à la direction de remorquage par le navire, indiquée sur la figure 11 par la flèche F. Ces moyens comprennent des moyens de maintien du mât 100 en position verticale, incluant : io - un ensemble flotteur 110 situé à l'extrémité supérieure ou à proximité de l'extrémité supérieure du mât 100 ; - un compartiment inférieur ballastable 120 situé à l'extrémité inférieure ou à proximité de l'extrémité inférieure du mât 100,. Ces moyens comprennent aussi des moyens pour le remorquage par le 15 navire, incluant un ensemble de liaison 111 relié à l'ensemble flotteur 110 ou à l'extrémité supérieure du mât 100, et un élément de liaison 121 relié au compartiment inférieur 120. L'ensemble flotteur 110 peut être réalisé de différentes façons. Le mode de réalisation représenté est conçu pour favoriser la stabilité 20 de navigation du dispositif aussi bien en position déployée sensiblement verticale que dans la position de récupération sensiblement horizontale représentée à la figure 16. Selon cette réalisation, l'ensemble flotteur 110 comprend deux flotteurs 112a, 112b montés symétriquement de part et d'autre du mât 100 dans un plan transversal par rapport à la direction de remorquage 25 indiquée par la flèche F. Les flotteurs 112a, 112b sont fixés sur un support rigide 113, orienté globalement selon le plan précité, qui comprend, dans l'exemple de réalisation représenté, deux barres parallèles, une barre supérieure 113a et une barre inférieure 113b, fixées sur le mât 100 à son extrémité supérieure. 2964200 Il Selon l'exemple de réalisation représenté, l'ensemble de liaison 111 comprend deux éléments de liaison mécanique 111a, Ill b reliés respectivement aux flotteurs 112a, 112b, qui peuvent être constitués de câbles métalliques ou cordes synthétiques adapté à la traction, et une ombilicale 114 5 pour la transmission électrique et l'acheminement de l'air comprimé en direction des sources 200, 300, reliée au mât 100 au voisinage de son extrémité supérieure. De même que les éléments de liaison 111a, 111b, l'élément de liaison 121 peut être constitué d'un câble métallique ou d'une corde synthétique adapté à la traction. io Dans la réalisation représentée, les extrémités avant des éléments de liaison 111a, Ill b et de l'élément de liaison 121 sont reliées à un élément de jonction 130 de type raidisseur de courbure monté sur l'ombilicale 114 et 131. Dans la réalisation représentée l'élément de liaison 131 est une ombilicale comprenant un élément de traction. L'ombilicale comprend 15 également les conducteurs électriques et le conduit d'air comprimé nécessaires pour le fonctionnement des sources sismiques 200, 300. Une variante de réalisation, non représentée, consiste à relier les flotteurs 112a, 112b à un élément de liaison unique relié du côté avant à la pièce de jonction 130 et du côté arrière (du côté du mât) à une seconde pièce 20 de jonction, les flotteurs étant reliés à cette seconde pièce de jonction par des éléments de liaison respectifs de courte longueur. Dans une autre mode de réalisation, non représentée, la partie supérieure comprend un flotteur principal unique monté sur le mât 100 de manière à en constituer l'extrémité supérieure. Des flotteurs annexes de plus 25 petites dimensions y sont reliés de part et d'autre, ayant la fonction principale de stabilisation de la navigation lorsque le dispositif est ramené en position horizontale pour la récupération à bord. Dans cette réalisation, le schéma des éléments de liaison reliant cet ensemble comprenant le flotteur principal et ses flotteurs de stabilisation à la pièce de jonction 130 peut être sensiblement similaire à celui décrit dans la réalisation décrite précédemment. Afin de pouvoir manoeuvrer le mât 100 pour le faire passer d'une position verticale telle que représenté à la figure 11 à une position sensiblement horizontale adaptée à la récupération à bord du navire, illustrée à la figure 16, ou réciproquement pour le déploiement opérationnel, il est prévu des moyens agencés pour modifier la longueur des éléments de liaison reliant la pièce de jonction 130 respectivement à l'ensemble flotteur 110 et au compartiment inférieur 120. Ces moyens peuvent être constitués par des treuils motorisés, montés de façon appropriée d'une part sur l'ensemble flotteur 110 (treuils 115a, 115b), d'autre part sur le compartiment inférieur 120 (treuil 125), et sur lesquels sont enroulés les éléments de liaison à leur extrémité. Dans l'exemple de réalisation représenté comprenant deux flotteurs 112a, 112b, chacun des flotteurs porte un treuil 115a ; 115b, sur lequel sera enroulée l'extrémité respectivement des éléments de liaison 111a, 111 b. Ces treuils sont dotés des moyens permettant de commander leur fonctionnement à partir du navire, par des instructions transmises par l'ombilicale 114 ou en variante par télécommande. Dans l'exemple de réalisation représenté, le dispositif est équipé en outre de moyens de pilotage latéral. Ces moyens comportent un gouvernail 116 d'aide à la navigation monté à l'extrémité supérieure du mât 100. Le gouvernail 116, comme on le voit mieux sur la figure 12, est monté de façon classique pour que sa position neutre soit orientée selon la direction de remorquage et pour être immergé en totalité lors du remorquage. Les moyens de pilotage peuvent aussi comprendre des éléments montés à l'extrémité inférieure du mât 100. Ainsi, dans l'exemple de réalisation représenté, il est prévu des volets de stabilisation 126a, 126b fixés au compartiment inférieur 120 de part et d'autre de celui-ci et sont disposés sensiblement dans un plan transversal à l'axe du mât 100, donc sensiblement horizontal dans la position représentée à la figure 11.

Le mât 100 peut être réalisé de différentes façons pourvu qu'il présente la rigidité et la flottabilité voulues, et qu'il soit capable de recevoir les câbles électriques et le conduit d'acheminement d'air nécessaires pour opérer les sources 200, 300 et d'actionner les organes de pilotage latéral et les treuils précités. Ainsi, le mât 100 peut présenter une structure tubulaire. Cette structure peut être étanche, ou bien comporter des ouvertures pour l'entrée de l'eau. Par ailleurs, le mât peut présenter une section extérieure circulaire, comme représenté sur la figure 12. Toutefois, on peut aussi envisager une section non circulaire, optimisée pour la pénétration hydrodynamique, telle que représentée à la figure 15. Une telle section comprend typiquement une partie avant sensiblement semi-circulaire 101 et une partie arrière profilée 102 avec une section décroissante pour minimiser les remous. On peut aussi envisager, pour un résultat comparable, une structure tubulaire de section circulaire sur l'arrière de laquelle est fixée une structure profilée de section décroissante. On a représenté à la figure 15 des éléments tubulaires 103 logés à l'intérieur du mât et parallèles à l'axe de celui-ci, destinés à recevoir des conducteurs électriques et un conduit d'air comprimé. Ces organes de maintien, non représentés, sont prévus pour fixer en position les éléments 103 à l'intérieur du mât. Des éléments de raidissement peuvent également être prévus à l'intérieur du mât pour assurer la rigidité de structure souhaitable. Le mât peut en outre servir de support à d'autres types de composants tels que des appendices hydrodynamiques, des capteurs ou encore des turbines génératrices d'électricité.

La géométrie du dispositif décrit ci-dessus, avec un mât 100 pour supporter les sources maintenu en position verticale ou sensiblement verticale, offre la possibilité d'architectures avantageusement compactes pour les sources, et notamment de géométries à symétrie de révolution autour du mât 100.

Le mode de réalisation représenté comprend ainsi des sources 200 et 300 présentant une géométrie à symétrie de révolution autour de l'axe longitudinal du support 20. Plus précisément, chacune des sources 200, 300 a globalement la forme d'un cercle centré sur l'axe longitudinal du mât 100, et comprend une pluralité de sources d'air comprimé ou canons à air, respectivement 201, 301, disposés en des positions angulaires régulièrement réparties autour du mât 100. Chacun des canons à air 201, 301 est monté à l'extrémité ou le long d'une barre-support respective 202, 302 reliée au mât 100. Différents modes de montage des canons sur les barres-supports peuvent être envisagés, dans lesquels l'axe des canons peut être dans la direction verticale ou dans la direction horizontale. Dans cette dernière disposition montrée dans les figures, les canons à air 201 sont orientés radialement, c'est-à-dire suivant l'axe longitudinal de leur barre-support associée.

Pour permettre l'approvisionnement en air et en électricité des canons à air 201, 301, les barres-supports 202, 302 peuvent comporter un évidement destiné à recevoir des câbles électriques et un conduit d'acheminement d'air. Les barres-supports 202, 302 peuvent être connectées au mât 100 par l'intermédiaire d'articulations. Dans ce cas, les barres-supports sont aptes à être déplacées entre une position repliée (figure 12) où les barres-supports sont sensiblement parallèles, et une position déployée (figure 11) où les barres-supports sont disposées dans un même plan sensiblement orthogonal à l'axe longitudinal du mât 100 et forment un motif en étoile. Dans le mode de réalisation illustré aux figures 11 à 13, le mode de déplacement des barres-supports 202, 302 est comparable à celui des baleines d'un parapluie. Ceci facilite également la récupération du dispositif à bord du navire, par exemple pour remplacer un canon à air défectueux ou lorsque l'opération d'acquisition sismique est terminée.

Pour permettre le déplacement des barres-supports 202, 302 entre les positions repliée et déployée, différents moyens sont envisageables. Un moyen envisageable est représenté à la figure 5. La figure 5 ne montre que la source 200 mais bien entendu le même type de moyen serait prévu pour la source 300. On voit sur la figure 5 que les barres-supports 202 portant les canons à air 201 sont reliées par des articulations 203 à une structure centrale telle qu'un caisson 204 monté autour du mât 100, de telle sorte que chaque barre-support 202 peut pivoter dans son plan radial. Il est prévu des câbles de liaison 205, 215 reliant le centre des barres-supports 202 io à des organes de réglage de longueur montés dans le caisson 204 de part et d'autre de la source, constitués par exemple par des poulies motorisées 206, 216 reliées respectivement à des organes de jonction 207, 217 placés à l'intérieur du mât 100 de part et d'autre du caisson 204, auxquels sont reliés l'ensemble des câbles de liaison 205 (resp. 215). Les organes de réglage 15 peuvent être actionnés pour modifier la longueur de l'ensemble des câbles de liaison 205 situés d'un côté de la source dans un sens et l'ensemble des câbles de liaison 215 situés de l'autre côté dans le sens opposé, de manière à déplacer les extrémités des barres-supports 202 et par suite les canons à air dans la direction souhaitée. Les câbles de liaison 205, 215 ont également un 20 rôle de stabilisation géométrique des structures-supports constituées de l'ensemble des barres-supports articulées et d'éléments de liaison circonférentiels. En effet, la disposition rayonnante de ces éléments de liaison génère un contreventement limitant les déplacements des barres-supports vers le haut ou vers le bas. 25 Des variantes sont envisageables par rapport à ce qui a été décrit en référence à la figure 5. Ainsi, au lieu des poulies motorisées 206, 216, il est envisageable d'utiliser un dispositif mécanique assurant un déplacement parallèle à l'axe longitudinal du mât 100.

On notera que dans l'exemple représenté, la source 200 forme un cercle de rayon plus grand que la source 300, en d'autres termes, les canons à air 201 formant la source 200 sont plus éloignés de l'axe du mât 100 que les canons à air 301 formant la source 300. Mais ceci n'est qu'un exemple donné à titre illustratif. Le choix des dimensions, ainsi que la distance entre les positions des sources selon l'axe longitudinale du mât 100, sont fonction des caractéristiques recherchées pour les ondes sismiques produites par les sources et pour les interactions entre elles. Une fois l'acquisition sismique terminée, le dispositif doit être remonté à bord du navire. Une première étape consiste à placer les sources 200, 300 en position repliée, en utilisant les moyens décrits précédemment. Ainsi, dans le cas où ces moyens comprennent des câbles de liaison, la longueur de ces câbles est modifiée pour commander le repliement des barres-supports 202, 302.

Une deuxième étape consiste à ramener le dispositif vers la surface de l'eau. A cet effet, on peut injecter de l'air comprimé dans le compartiment inférieur 120 situé à l'extrémité inférieure du mât 100 pour le déballaster. La flottabilité induite par le déballastage du compartiment inférieur 120 induit le déplacement de l'extrémité inférieure du mât 100 vers la surface de l'eau. Du fait de la force de traînée, le déplacement du compartiment inférieur 120 s'effectue de façon naturelle vers l'arrière ; le treuil 125 incorporé dans ce compartiment sert à dérouler l'élément de liaison 121 afin de permettre ce mouvement vers l'arrière et vers la surface de l'eau. Les volets de stabilisation 126a, 126b peuvent servir comme aide au pilotage fin de cette remontée vers la surface. Ainsi, le dispositif se déplace d'une position verticale (où le mât 100 est sensiblement perpendiculaire à la surface de l'eau) vers une position horizontale (où le mât 100 est sensiblement parallèle à la surface de l'eau).

Une fois le dispositif placé en position horizontale, celui-ci est ramené à l'intérieur du navire par exemple en utilisant des bras de levage conventionnels montés sur le navire. Le lecteur appréciera que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'invention telle que décrite ci-dessus sans sortir matériellement des enseignements du présent document. Ainsi, la distribution, les volumes et les formes des éléments de flottaison, des moyens de pilotage, du ou des compartiment(s) inférieurs ainsi que leurs agencements et leurs modes de liaison structurale au mât peuvent être io réalisés selon différentes géométries. De même, les structures supports de canons peuvent avoir différentes géométries, planes ou non planes, et être pliables ou fixes. Par exemple, dans le mode de réalisation illustré à la figure 7, les canons à air composant chaque source sont répartis le long d'un cercle.

15 Il est bien entendu que les canons à air peuvent être répartis le long d'un autre motif, tel qu'une ellipse. Ceci peut être réalisé avec des barres-supports (202 ; resp. 302) de même longueur pour une source donnée, en montant les canons à air sur les barres-supports à des distances différentes par rapport à l'axe du mât, les distances étant choisies pour obtenir la géométrie souhaitée 20 pour le motif formé par les canons à air. En outre, il est bien entendu que la réalisation décrite précédemment, comportant deux sources à des profondeurs différentes, n'est donnée qu'à titre d'exemple. Le dispositif peut ne comprendre qu'une seule source, ou bien peut comprendre plus de deux sources, par exemple trois sources situées en 25 position de déploiement à des profondeurs respectives différentes. Par ailleurs, l'axe du mât 100 peut ne pas être strictement vertical, il peut être incliné d'un angle déterminé lors du déploiement du dispositif en phase opérationnelle afin de favoriser une orientation donnée pour l'émission des ondes acoustiques. Ceci peut être obtenu par une commande appropriée des treuils 115a, 115b et 125. On appréciera que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'invention telle que décrite ci-dessus sans sortir matériellement des 5 enseignements du présent document.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif d'émission d'ondes sismiques dans l'eau , remarquable en ce qu'il comprend des moyens aptes à décharger dans l'eau de l'air comprimé s à haute pression, lesdits moyens étant agencés pour générer une bulle (44) de forme générale annulaire.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens comprennent une pluralité de sources d'air comprimé (41), chaque source 10 d'air comprimé permettant de générer une bulle élémentaire (42), lesdites sources d'air comprimé étant positionnées les unes par rapport aux autres de sorte à générer la dite bulle de forme générale annulaire.
3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la distance dard entre deux 15 sources d'air comprimé adjacentes est inférieure à la distance dnonadj entre deux sources d'air comprimé non adjacentes, lesdites distances étant choisies de sorte que les bulles élémentaires formées par deux sources d'air comprimé adjacentes coalescent alors que les bulles élémentaires formées par deux sources d'air comprimé non adjacentes ne coalescent 20 pas.
4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel chaque source d'air comprimé (62) comprend une paire de canons à air (62a, 62b). 25
5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel la distance entre deux sources d'air comprimé adjacentes est comprise entre 0.5 mètre et 1.5 mètre.
6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel la distance moyenne entre une source d'air comprimé et le barycentre desdites sources d'air comprimé est supérieure ou égale à 2 mètres.
7. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 6, dans lequel les moyens comprennent des barres-support (913), chaque source d'air comprimé étant fixée à une barre-support respective.
8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la bulle a io une forme généralement toroïdale.
9. Procédé d'émission d'ondes sismiques, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de décharge dans l'eau, d'air comprimé à haute pression agencée pour générer une bulle (44) ayant une forme générale annulaire. 15
10. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l'étape de décharge comprend le positionnement d'une pluralité de sources d'air comprimé (41), chaque source d'air comprimé permettant de générer une bulle élémentaire (42), lesdites sources d'air comprimé étant positionnées 20 les unes par rapport aux autres de sorte à générer la dite bulle (44) de forme générale annulaire.
11. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la distance dajd entre deux sources d'air comprimé adjacentes est inférieure à la distance 25 dnonadj entre deux sources d'air comprimé non adjacentes, lesdites distances étant choisies de sorte que les bulles élémentaires formées par deux sources d'air comprimé adjacentes coalescent alors que les bulles élémentaires formées par deux sources d'air comprimé non adjacentes ne coalescent pas. 5
12. Procédé selon l'une des revendications 9 ou 10, dans lequel la distance entre deux sources d'air comprimé adjacentes est comprise entre 0.5 mètre et 1.5 mètre.
13. Procédé selon l'une des revendications 9 à 11, dans lequel la distance moyenne entre une source d'air comprimé et le barycentre des sources d'air comprimé est supérieure ou égale à 2 mètres. 10
14. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel les sources d'air comprimé permettant de générer la bulle ayant la forme d'un tube recourbé sur lui-même sont dites « primaires », le procédé comprenant la mise en place d'au moins une source d'air comprimé dite « secondaire », à l'extérieur de ladite bulle et à une distance telle que la bulle élémentaire du 15 canon à air secondaire coalesce avec la bulle élémentaire du canon à air primaire le plus proche. 20