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Spécial “ Acoustique sous-marine ”
Acoustique
&
Techniques n° 48
Signaux d’émission
Les signaux d’émission sont des Modulations Linéaires de
Fréquences (MLF) dont la durée oscille classiquement entre 50
et 200 ms. Pour éviter d’intégrer une résistance d’étouffement
interne qui pourrait compliquer l’évacuation thermique, et
pour obtenir un niveau d’émission constant, les variations de
sensibilité des transducteurs sont compensées par modulation
d’amplitude adaptée. À cette modulation d’amplitude se rajoute
une double pondération en début et en fin de signal pour,
respectivement, limiter le courant initial, et réduire la puissance
apparente en fin de bande. L’amplificateur se programme en
début ou en cours de déploiement, par l’intermédiaire d’une
liaison série. Les quatre gabarits différents téléchargés tiennent
compte du choix du transducteur, du contenu fréquentiel du
signal, du choix des modulations d’amplitude, de la durée,
du niveau et de la récurrence du signal. Pour chaque motif,
la tension de sortie théorique est affichée (Fig. 8). À pleine
puissance, le niveau d’émission pour les deux applications THR
et HR est constant et égal à 196 dB (réf. 1 µPa à 1 m) dans
les bandes [650, 2000 Hz] et [250, 1000 Hz].
L’antenne de réception analogique monovoie
Description et performances
La réception des signaux sismiques s’effectue sur une
antenne linéaire remorquée, appelée communément flûte ou
streamer. Les capteurs électroacoustiques internes sont des
hydrophones qui convertissent par effet piézoélectrique direct
la pression acoustique en tension électrique, leur fonction de
transfert étant dénommée Sensibilité hydrophonique (S
h
). Le
signal de tension est ensuite filtré (passe bande) et amplifié par
l’intermédiaire d’un préamplificateur à gain fixe ou variable.
Les hydrophones classiquement utilisés en sismique
conventionnelle de surface ne sont pas adaptés aux grandes
profondeurs, et leurs performances évoluent avec l’immersion.
Dans le cadre du projet de sismique HR et THR par grande
profondeur, une antenne linéaire analogique monovoie d’une
dizaine demètres de longueur a été spécifiquement développée
(Fig. 9). Les hydrophones retenus sont des TUBA6000, dont
la sensibilité hydrophonique est élevée (S
h
= -193 dB (réf. 1
V/
μ
Pa)) et quasi-indépendante de l’immersion (perte de 1 dB
entre 0 et 6000 m) ; ils sont opérationnels dans la bande
de fréquence [0, 15 kHz]. Afin de bénéficier d’une directivité
permettant de filtrer les bruits éventuels en provenance du
porteur, la voie est constituée de six hydrophones montés
électriquement en parallèle, l’espace intercapteurs étant de
30 cm. Le préamplificateur utilisé, de gain fixe 35 dB, est,
quant à lui, en parfaite équipression. Le faible bruit électrique
induit par ce circuit permet de bénéficier de capacités d’écoute
très élevées jusqu’à 3 kHz (Mer 0, soit le plus faible niveau de
bruit ambiant dans l’océan).
Mise en œuvre et résultats
L’acquisition de données sismiques par grande immersion
requiert un matériel de mise en œuvre lourd tant au niveau du
support naval que du matériel propre à la mesure. L’utilisation
de câbles électro-opto-porteur de grande longueur nécessite
le développement de protocole de transmission de données
Fig. 7 : Électronique de puissance 5 kVA
Fig. 8 : Pilotage numérique de l’amplificateur de puissance et
exemple de tension électrique de sortie théorique
Fig. 9 : Flûte sismique 6000 m
Développements électroacoustiques en sismique marine Très Haute Résolution