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L'invention a pour objet un di~positif pou~ engendrer
des ondes sismi~ues dans ~e 501 par percussion d'une masse sur
une cible. Elle concerne plus particulièrement un dispositif
pour engendrer des ondes sismiques p~r percussion d'une masse
prealablement éle~ée à une certaine hauteur sur une cible en
contact a~ec le so~.
On connalt des dispositifs, utilisés plus particu-
lièrement dans le domaine de la prospection sismique, qui com-
por-tent essentiellement une masse, une cible couplée avec le
sol, un système pour guider la chute de la masse vers la cible
et des éléments amo~ibles pour immobiliser la masse en position
haute. Ils comportent en outre des moyens pour hisser la masse
en position haute et ainsi réarmer le dispositif après chaque
déclenchement et un systeme de levage solidaire d'un véhicule
pour faire passer le dispositif d'une position d'utilisation où
la cible est en contact a~ec le sol à une position de transport
et réciproquement.
Les dispositifs antérieurs nécessitent deux systèmes
distincts, l'un d'entre eux étant affecté au levage de la masse
l'autre à la manoeuvre de l'ensemble du dispositif par rapport `~
à un véhicule porteur.
Le dispositif selon la présente invention comporte un
élément allonge de guidage du deplacement de la masse, la cible
etant fixee à une première extrémité dudit élément de guidage
et des moyens de retenue par intermittence de la masse fixés à
l'élément de guidage au voisinage de sa seconde extrémité.
Il se caractérise en ce qu'il comporte des moyens pour ~;
faire pivoter l'élément de guidage entre une premiere position
ou la masse peut se mouvoir, sous l'effet de son propre poids,
de la seconde extrémité de l'élément de guidage vers la cible
fixée à sa premiere extrémité, iadite cible étant couplée avec
le sol dans cette première position, et une seconde position où ~
~: :
.: . . ., : . :
, . ,. , : ~
a
la premi~re extré~ité de l~élément de ~uid.a~e est plus éle~ée
que sa seconde ext~émi.té,.la ~as~e se mou~ant alo~s sous l'effet
de son propre poids de la premlère extrémité ~ers l'autre
extrémité de l'élément de guidage o~ elle est maintenue par
intermittence par les mo~ens de retenue.
Les moyens de déplacement peu~ent comporter, par
exemple, un système solidaire d'un support pour faire pivoter
l'élément.de guida~e entre la premiere position et la seconde
position dans laquelle la premiare extrémité o~ est fixée la
cible est plus élevée que la-secGnde extrémi.té.
, . ... ., _ .... _ _ _ , .. . .. , . , , . . _ _ . . _ _ . _ .
La ~econde position étant de préf6rence la position donnée à ltélément
de guidage pour le transport, il n'Est pas nécessaire de prévoir comme dans les
dispositifs antérieurs deux systèmes distincts pour manoeuvrer respectivement
la ma~se et l'élément de guidage.
Ces deux opérations peuvent être réalisées grâce aux moy2ns de depla-
cemsnt de l'elément de guidage qui assurent la double fonction de transfert de
la masse vers l'extrémité opposée à la cible et de manoeuvre du dispusitif entreune position de travail et une position de transport.
D'autres caractéristiques et avantages du dispositif apparaîtront à
10 la lecture d'un mode de réalisation particulier, choisi à titre d'exemple, en se réferant aux dessins annexés sur lesquéls :
- :
- la f;gure 1 représente gchématiquement une vue d~ensemble du dispositif
avec l'élément de guidage dans la première position, la masse étant retenue
~ la seconde extrémité dudit élément par des moyens de rstènue ;
- la figure 2 représente une vue de dessus du dispositif de la figure 1 ;
- la figure 3 représente schématiquement une vue d~ensemble du disposltif ~ ~avec l~élément de guidage dans la première position, ia masse étant venue : ~ .
en contaFt avec la cible après un déclenchement ;
- la figure 4 représente schématiquement une vue d~ensemble du~dispositif ~:
avec l~élément de guidags dans la seconde pnsitlon ;
- la figure 5 représente schematiquement une vue d'ensemble du dispositif
sur un terrain en pente, l'élément de guidage se trouvant dans la première
positlon et orienté vert1calement et
.
- la figure 6 repré9ente schématiquement une vue de détail du système paur
faire pivoter l~élément de guidage.
'~,i , ,,, ~' ;;
Sur les figures l à 5 ~n vait que l'élément de guidage est constitué
par un tub~ de guidag- 1 3 l'intérieur duquel peut coulisser avec un certain .
jeu une masse 2 dont une partie au moins est métallique.
~: :
', :
~$~L~a`3~i~
A une première extrémité du tube ds guidage 1 est fix~e une cible 3
par l'intermediaire d'un syst~me de fixation articulé de preférence. Ce système
de fixation peut comporter une rotule 4 dont la partis male est solidaire ds
la cible et peut pivoter dans un logement ménag~ dans la partie terminale du
tube 1. Des ressorts 5 permettent d'assujettir la cible 3 3 la partie terminale
du tube de guidage 1. A l'autre extrémité du tube de guidage l sont fixés des
moyens de retenuepar intermittence 36 de la masse 2 comportant,par exemple,
un électro-aimant. Un orifice 6 traversant la paroi du tube de guidage 1 fait
communiquer la partie inférieure de celui-ci avec l'extérieur et permet le libreéchappement de l'air poussé par la chute de la masse vers la cible.
,:: ~ . :
- Le tube de guidage 1 est soutenu par un manchon tubulaire 7 compor-
tant (figure 6~ une cavité interne 8 de diamètre supérieur à celui du tube
et percée à sa partie inférieure d'un trou légarement conique.
Le tube de guidage 1 comporte deux épaulements 10 et 11 disposes de
part et d'autre du manchon tubulaire 7 et écartés d'une distance supérieure à
la hauteur de celui-ciO L'épaulement~11 a une forme adaptée a ceile du trou
conique 9. Un anneau 12 en caoutchouc ou~en matière plastique est assujetti à
la paroi latérale du tube de guidage 1 et son diamètre est sensiblement égal~
à celui de la cavité intérieure 9 du manchGn tubulaire 7. L'anneau 12 assure , -
le centrage du tube de guidage à l'intérieur du manchon. Dans la limite du
débattement autorisé par le diamètre du trou conique 9, le tube de guidage l
peut pivoter à l'intérieur du manchon tubulaire 7 et se maintenir à la verti~
cale lorsque ce de~nier s'incline de part et d t autre de la posltion repr6sent6e.
Le manchon tubulaire 7 est pourvu de logements pour deux axes 13 et
14 (figure 1 ~ 5). Sur l'axe 13 vient s'articulér un bras de support 15 en -
forme de U (illustré particulièrernent par la figure 2?.
Les~deux branches du bras 15 peuvent pivoter à leur~ extrémités sur
des axes 16 fixés à des longerons latéraux d'un premier support ou cadre rigide
..
allongé 17. Sur l'axe 14 vient s'articuler un second bras de support l~ cons-
titué par exemple par une plaque de forme approximativement triangulaire. Un~dessommets de la plaque 19 est solidaire d'un axe 37 eur lequel peut pivoter
l'extrémité de la tige l9 d'un vérin 20 dont le corps est relié au cadre rigide
allongé 17 au voisinage de l'une de se9 extrémités. A cette même extrémité le -
'
. ::., , ., . . , ." , . , ~ . . . . .
r~ ~
cadre rigide 17 est sulidaire de la partie male d'une rntule 21 dont la partie
femelle est solidaire d'une pi~ce mobile ou coulisseau 3~ adaptée à se déplacer
dans une glissiere 2Z fixée à un second cadre 23 reposant par exemple sur le
chassis d'un véhicule tel qu'un camion. Le sscond cadre rigide 23 peut égalementetre muni de pieds et être dépose sur le sol aux endroits choisis. Dans ce cas,
il peut être déplacé par un hélicoptère ou tout autre véhicule. La glissière 22
~ est orientée sensiblement suivant l'axe longitudinal du véhicule. A la pièce
; - mobile 34 est fixée l'extrémité de la tige 24 d'un vérin 25 dont le corps est
articulé par un axe au second cadre 23 supporté par le châssis du véhicule.
1 a Au voisinage de Son autre extrémi~é, le cadre rigide 17 est fixé à un
élément allongé ou support tubulaire courbe 26 dont le centre de courbure passe
sensiblement par la rotule 21. De part et d'autre de l'axe longitudinal du
véhicule, parallèlement à lui et faisant partie du cadre 23, sont disposées
deux glissières 27 à l'intérieur desqueiles deux pièces de support mobiles ou
coulisseaux 28 sont adaptées à coulisser. Les deux pièces de support 2d compor-
tent des orifices ou lumières 29 pDur le passage du support tubulaire 26. ~ ~
; ~ Le cadre rigide 17 comporte (figure 2) un axe d'articulation 30 pour ~ ~;
la tige 31 d'un vérin 32 orienté transversalement dont le corps est articulé parun axe sur le cadre 23 porté par le châssis du véhicule.
i ' :
Le troisième sommet de la plaque de support 1~ est adapté à pivoter
sur un axe 33 solidaire du support tubulaire 26.
Les trois vérins 20, 25 et 32 sont alimentés par un système hydrau-
lique non représenté.
. ~ .Le dispositif comporte en outre des moyens pour contrôler la verti- ~ ~
calité du tube de guidage en position de "tir". C2s moyens comportent deux ~ -
capteurs de verticalité 3B, 39 disposés sur le tube de guidage 1, dont les axes
sont respectivement perpendiculaires aux vérins hydrauliques 25 et 32. Ces
:i, ... .
capteurs sont constitués par exemple par des pendules électramagnétiques d'un
type connu. Les capteurs de verticalité coopèrent avec un dispositif électro-
nique adapté à commander deux électro-vannes qui actionnent respectivement les
vérins hydrauliques Z5 et 32 jusqu'à ce que le tube de guidage 1 soit vertical.
Les moyens de contrôle de la verticalité du tube coopérant avec les capteurs ne
sont pas représentés.
~.
:' ,
.. , ~
De plus, on utilise une masse 2 dont le poids est compris avantageu-
sement entre 0 5 fois et 1,5 fois le poids de la cible O De préférence, on le
choisit voisin de celui de la cible. La nature de la cible est choisie égalementde telle sorte que son impédance acoustique soit sensiblement adaptée à celle
du sol. Elle est réalisee par exemple en ciment coulé dans un réceptacle métal-
lique.
Lorsque le vérin 25 est actionné, la pièce mobile 34 se déplace dans
la glissier_ 22 et entralnr3 dans son mouJement l'ensemble du cadre rigide 17,
et par son internnédiaire les pièces de support mobiles 28 qui coulissent dans
10 les deux glissières 27, et les axes d'articulation des bras de support 15 et 18.
Il en résulte que le manchon 7 du tube de guidage 1 se déplace parallèlement à
lui-m8me et suivant une direction parallele à l'axe longitudinal du véhicule.
Lorsque le vérin 32 est actionné tfigure 2) le cadre rigide 17 pivote autour ~ ;~
de la rotule 21 et est guidé dans son mouvement par le déplacement du support
tubulaire 26 à travers les lumières 29 des deux pièces de support 28. Il en
résulte également que le manchon 7 du tube de guidage se déplace selon un arc de ~;~
cercle centré sur la rotule 21 dans une direction transversale par rapport au
uahicule~ La manoeuvre conjointe des deux vérins 25 et 32 a pour effet de dépla~cer le manchon 7 du tube de guidage dans un plan parall~le au cadre 23 reposant
20 sur le véhicule et cornme décrit ci-après~de permettre d'amener le tube de gui~
dage 1 à la verticale. ;~
: : ; :'' .'
r
Pour une position déterminée des tiges des vérins 25 et 32, le coulis-
sement de la tige 19 du vérin 20 a pour effet de faire pivoter l'ensemble des
deux bras 15 et 13 autour de leurs axes de rotation 16 et 33 et, par conséquent,de faire passer l'élément de guidage 1 de la première position de préFérence ~ -h~
sensiolement vertirale (figures 1, 3, 5) 3 la seconde position (figure 4) où
l'extrémité solidaire de l'électro-aimant 4 est plus basse que l'autre. Le ~ `~
-cadre rigide 17 comporte en outre une surface d'appui 35 au uoisinage de la
rotule 21 où repose l'extrémité du tube de guidage 1 dans la seconde pDSitiOn
30 qui est également la position de transport du dispositif.
.' , ~,`: ,
Le dispositif fonctionne de la manière suivante :
"~
Le véhicule ayant été amené au lieu où un "tir" sismique doit être
effectué et se trouvant dans la position illustrée à la figure 4~ on actiDnne ~ -
~ .
,,, , . .. . ~ , . , : .. . .
l'électro-a-mant 4 pour immobiliser la masse 2 à l'extrémité de l'élément de
guidage opposé à la ci~le. Puis, on actionne le vérin principal 20 poLlr faire
basculer l'élément ou tube de guidage 1 en position sensiblement verticale
(figure 1). Etant donné que le tube de guidage 1 est susceptible de se déplacer
par rapport au manchon 7, il peut prendre une position d'équilibre verticale.
Mais si, au moment où la cible entre en contact avec le sol, le tube de guidage
n~est pas tout à fait en position verticale, on actionne le vérin 25 et/ou le
vérin 32 pour le mettre à la verticale de la cible. Ces actions peuvent être
effectuées manuellement ou être avantageusement coordonnées de préférence auto-
matiquement en utilisant les moyens de controle de verticalité définis plushaut.
Le dispositif selon l'invention est également bien adapté à la manoeu-
vre du tube de guidage lorsque le terrain au lieu choisi est en psnte (figure S).
La latitude de déplacement du tube de guidage par rapport au manchon lui permet
de slaligner à lléquilibre sur la verticale. Dans tous les cas, la manoeuvre
des v8rins 25 et 32 contribue à redresser le tube de guidage à la verticale
lorsque des écarts sont constatés.
Une fois terminées les manoeuvres dlinstallation du tube de guidags 1,
-- la cible étant en contact avec le sol, on déclanche la chute de la masse 2 qui
vient frapper la cible 3 (figure 3). 5i un autre "tir" doit être effectué, on
actionne le vérin principal 20 pour faire basculer le tube de guidage 1 de la
première position où la cible 3 est en contact avec le sol jusqu~à la seconde
position où la cible est plus haute que l'extrémité solidaire de l~électro-
aimant. La masse descend vers cette extrémité sous lleffet de son propre poids
et peut y être de nouveau immobilisée par excitation de l'électro-aimant
(fig. ~),
~"'
_ . . .
. . .
