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Mots-clés : sismique, haute, résolution, (hr)

Sismique haute résolution (HR)

L'Ifremer a développé un outil d'acquisition de données sismiques Haute Résolution (HR) 2D et 3D pour répondre aux besoins d'imagerie haute résolution exprimés en particulier dans le cadre du développement d'études fines sur les marges (processus sédimentaires complexes, sorties de fluides, hydrates de gaz et écosystèmes associés). Basé sur une technologie de pointe (flûtes numériques et système d'acquisition SERCEL) et compatible avec le dispositif SMT (Sismique MultiTrace), il permet l'acquisition de données en profil (2D) ou sur une boite (3D) avec une résolution horizontale et verticale de quelques mètres. Cet outil est mis en œuvre dans différentes configurations suivant le navire océanographique (N/O Le Suroît, N/O L'Europe, N/O L’Atalante).

Système d’acquisition

Le dispositif comprend les flûtes sismiques, l’électronique d’acquisition sismique (laboratoire SERCEL SN408), un ensemble de capteurs de servitude (positionnement), et les outils de contrôle qualité / traitement bord.

Principales caractéristiques techniques :

  • flûtes : traces de 6.25 m, 8 hydrophones par trace ; 24 traces par élément actif de 150 m ; deux tourets de flûtes d’une capacité de 300 et 600 m en tronçons actifs ;
  • laboratoire d’acquisition SN408 HR : 24 bits, échantillonnage de 0.25 à 4 ms, jusqu’à 12 traces auxiliaires ; pas de haute tension ; logiciel de contrôle d’acquisition et de qualité temps réel ;
  • capteurs de servitude : bouées de positionnement DGPS des sources (dispositif 3D), datation précise des tirs, contrôleurs d’immersion avec compas magnétique intégrés ;
  • intégration de l’ensemble de l’électronique d’acquisition dans un container 10 pieds ;
  • interface avec les équipements du navire : positionnement DGPS, gyrocompas, sonde ;

Source

Les sources mises en œuvre sont celles classiquement opérées en sismique Haute Résolution (canons mini-GI, Sparker 1000 J). Les servitudes associées aux sources pneumatiques ont été mises à niveau : boîtes de tir permettant le tir alterné de deux sources (mode flip/flop en configuration 3D), système de graissage en continu des canons assurant des cadences de tir élevées (< 5 secondes).

Dispositifs d’acquisition

  • 2D : une flûte de 24 à 72 traces ; un dispositif source ;
    offset minimum : 60 – 80 m ; offset maximum : 530 m ;
  • 3D mini-GI : 2 flûtes de 48 traces chacune, espacées de 25 m ; offset minimum : 80 m ;
    offset maximum : 380 m ; immersion des flûtes : 3 m ;
    deux dispositifs source espacés de 12.5 m et fonctionnant en mode flip/flop ; positionnement DGPS des sources ; tangons de traction : mise en œuvre des 2 flûtes et des 2 dispositifs source.
  • 3D Sparker : 1 flûte de 72 traces ;
    offset minimum : 80 m ; offset maximum : 530 m ;
    deux dispositifs source espacés de 12.5 m et fonctionnant en mode flip/flop ; positionnement DGPS des sources ;
Exemples de mise en œuvre sur différents Navires Océanographiques :
  • 3D - N/O Le Suroît : flûtes 2 x 48 traces, 2 sources mini-GI ; 2 tourets, 4 containers 10’ ;
  • 2D - N/O Le Suroît, L’Atalante : flûte 1 x 72 traces, source mini-GI ou Sparker ; 1 ou 2 tourets, 4 à 5 containers 10’ ;
  • 2D - N/O L’Europe : flûte 1 x 72 traces, 1 source Sparker ; 1 touret, 1 container 10’, un container Sparker ;
  • 3D - N/O L’Europe : flûte 1 x 72 traces, 2 sources Sparker ; 1 touret, 1 container 10’, un container Sparker ;

Performances

  • bin d’acquisition (i.e. échantillonnage spatial) : 3.125 m suivant la direction du profil, 6.25 m perpendiculairement aux profils (cas 3D : 25 m entre lignes naviguées et 2 sources) ;
  • cadence de tir : 3 à 6 secondes ;
  • résolutions – source type mini-GI :
    • gamme de fréquence : 50 – 250 Hz, fréquence centrale de 130 Hz ;
    • résolution verticale : 2 m ; résolution horizontale : 10 m ;
  • résolutions – source type Sparker 1000 J, 100 brins :
    • gamme de fréquence : 100 – 325 Hz, fréquence centrale de 200 Hz ;
    • résolution verticale : 1 m ; résolution horizontale : 6 m
  • profondeur d’eau : 150 à 2000 mètres ;
  • pénétration dans le sol : plusieurs centaines de mètres fonction de la nature des sédiments, du type de source, de la profondeur d’eau, de la géométrie d’acquisition, de la qualité des traitements d’imagerie, …
  • contrôle de l’amplitude pour les sources pneumatiques ;
  • surface couverte en 3D : 25 km² en 12 jours 24 heures /24 (N/O Le Suroît), 10 km² en 15 jours 10 heures / 24 (N/O L’Europe) ;
  • acquisitions simultanées possibles (si équipements disponibles) : bathymétrie SMF, sondeur de sédiments ;

Principales contraintes

  • vitesses (surface) du navire en acquisition : 4 à 5 nœuds ;
  • conditions limites d’acquisition : mer force 5 ;
  • volume de données : 150 Go pour une boîte 3D de 25 km² et 15 à 30 Go/jour en 2D ;
  • contraintes spécifiques à l’acquisition 3D :
    • suivi d’une stratégie d’acquisition 3D : définition préalable d’un programme de suivi de lignes naviguées, traitement en temps réel du positionnement, élaboration de cartes de couverture ;
    • "monitoring" des conditions hydrodynamiques : célérité de l’eau, marnage (si > 1 m) ;
    • angle de giration limité (30 à 40 minutes de giration à 4 nds entre deux lignes naviguées) ;
    • les moyens de dépouillement / traitement à terre doivent être adaptés aux besoins de la 3D (compétences, logiciels, temps personnel).