Soutenance mémoire
La méthode géophysique occupe une place importante dans la prospection et la reconnaissance des ressources naturelles du sous sol. Une de ces méthodes est la prospection sismique qui est la méthode utilisée à l’Institut et Observatoire de géophysique d’Antananarivo. Cette méthode est basée sur la propagation des ondes élastiques à des vitesses différentes dans des formations sous jacentes. L’ABEM Terraloc MK6 est un matériel utilisé à cette méthode sismique à l’IOGA depuis le mois de Mars 1998 qui est actuellement tombé en panne. Vu le problème de la défaillance du matériel au laboratoire de Géophysique d’Antananarivo, le Responsable du laboratoire de l’Instrumentation en Géophysique a créé une équipe capable de concevoir, et de réaliser ce matériel employé en prospection sismique.
NOTIONS SUR LE CAPTEUR : GEOPHONES
En sismique terrestre, en marine par un hydrophone. Nous limiterons de plus au cas du géophone vertical (celui qui enregistre le déplacement vertical du sol), c’est le cas de 99% des géophones utilisés en prospection sismique. Les géophones verticaux ont une fréquence minimale d’enregistrement égale à 4.5Hz (fréquence de résonance amortie), de manière à enregistrer des ondes de surface dans les basses fréquences.
Définition et Caractéristiques
Un capteur est un dispositif qui soumit à l’action d’un mesurande non électrique, fournit une caractéristique électrique.
Principe
Le matériel est composé de capteurs (géophones), d’un câble multiconducteur (ou flûte) reliant les géophones à l’enregistreur (interface matérielle), d’un transducteur. La flûte renferme 24 conducteurs (fils de cuivre isolés les uns des autres). Le transducteur traduit les vitesses, les accélérations, en une grandeur enregistrable. Il transforme un signal mécanique (ici l’oscillation du sol) en un signal électrique, facile à interpréter mais surtout enregistrable numériquement. Les géophones et la source sont généralement disposés sur des profils rectilignes, ce qui simplifie l’obtention des résultats.
Equation caractéristique
Un géophone est constitué d’une masse suspendue à un ressort. Lorsque le sol se déplace, le ressort transmet le mouvement du sol à la masse. Celle-ci porte une bobine qui peut se déplacer dans le champ magnétique d’un aimant.
Le géophone est ainsi un capteur de vitesse [5]. Il n’est bien enregistré que les signaux de fréquences supérieures à la résonance du géophone. Malheureusement, le prix de l’appareil augmente considérablement si la fréquence de résonance est faible. Nous choisirons le géophone ayant la fréquence de résonance la plus élevée possible compatible avec les fréquences que l’on désire enregistrer.
• En sismique réflexion, les fréquences utiles sont comprises entre 20 et 80 Hz, la fréquence classique des géophones de réflexion est de 11.5 Hz.
• En sismique réfraction, les fréquences sont plus basses (de 10 à 40 Hz), les géophones auront donc une résonance à 4.5 Hz.
• En sismologie de tremblements de terre, les fréquences de résonance sont soit de 1 Hz soit de 1/10 à 1/30 Hz (mais le prix de ces équipements est de 10 à 100 fois plus élevé que celui des géophones de prospection).
Mode d’emploi du géophone
La prospection sismique nécessite plusieurs géophones pendant la campagne géophysique, plus les géophones sont nombreux, plus nous avons des informations précises. Nous disposons sur le terrain en général d’un groupe de géophones alignés, équidistants, suivant un profil . A l’IOGA, nous avons utilisé 24 géophones disponibles pour la prospection sismique réfraction de bande passante variant de 0 – 100Hz. Ce dispositif a été conçu pour des prospections en génie civil. La distance entre les géophones dans ce cas est de l’ordre de 0.5 – 10 mètres.
LA COMMUNICATION SERIE
Le transfert de données au niveau du géophone en passant par l’interface se fait par « Communication Numérique Sérielle ». L’ordinateur peut établir sa liaison à travers les « interfaces Entrée/Sortie » appelées le plus souvent « interfaces E/S ».
Les signaux port série
La communication série est le protocole bas niveau pour relier 2 périphériques : l’une des périphérique est un ordinateur, l’autre pourrait être un modem, ou un instrument scientifique comme une interface matérielle. L’interface standard est fabriquée par RS232 qui signifie nombre standard recommandé (Recommanded Standart Number232).
Le RS232 définit les caractéristiques du port :
– vitesse maximale de transfert des bits.
– longueur du Câble.
– la connexion mécanique et la signification des brochages
– caractéristiques électriques et les fonctions des signaux.
Il existe 2 types de signaux port série :
– les signaux de données
– les signaux de contrôles .
Les brochages du port série
Le port série permet de connecter un grand nombre de périphériques. La majorité des périphéries de port série sont équipées d’une liaison full duplex. Elles peuvent simultanément transmettre ou recevoir des données. Dans ce cas, des connecteurs différents sont utilisés pour la transmission et la réception des données. Le RS232 standard définit 2 modes de liaison entre périphériques connectés à un câble série : l’équipement terminal de Données (DTE), l’équipement de circuit terminal de Données (DCE) .
La communication est réalisée à l’aide de 3 broches au minimum :
– transmission de données (TxD) (broche 3)
– réception des données (RxD) (broche 2)
– masse (GND) (broche 5) .
La liaison de l’ordinateur à l’élément d’acquisition est établie à l’aide de l’interface RS232. Dans notre cas, l’ordinateur joue le rôle d’Equipement Terminal de Traitement de Données (ETTD ou DTE). L’interface matérielle prend la place de l’Equipement terminal de Circuit de Données (ou DCE). Nos DTE et DCE sont équipés d’une liaison full duplex. La connexion d’un DTE/DCE est une liaison droite, c’est-à-dire de broche à broche.
|
Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I : ETUDE THEORIQUE SUR LE MATERIEL
I.1. NOTIONS SUR LE CAPTEUR : GEOPHONES
I.1.1 Définition et Caractéristiques
I.1.2 Mode d’emploi du géophone
I.2. LA COMMUNICATION SERIE
I.2.1 Les signaux port série
I.2.2 Les brochages du port série
I.2.3. Le format de données
I.3. TRANSMISSION DES DONNEES
I.3.1. Description d’une liaison RS232C
I.3.2. Lecture et enregistrement de données
I.3.3.Modes de transmission de données
PARTIE II : LA METHODE DE LA PROSPECTION SISMIQUE
II.1. ONDES SISMIQUES
II.1.1.Caractéristiques des ondes
II.1.2.Propagations des ondes sismiques
II.2. LES METHODES SISMIQUES
II.2.1. Mise en œuvre de la methode
II.2.2. Les modèles de terrain
PARTIE III : LE LOGICIEL D’ACQUISITION DE DONNEES SISMIQUES
III.1. LA CONCEPTION DU LOGICIEL
III.1.1.Configuration des périphériques
III.1.2. Traitement de données
Sommaire Le Terraloc : Interface Logicielle
III.2. INTERFACE GRAPHIQUE
III.2.1. Le caractéristique du matlab
III.2.2. Quelques commandes utilisées
III.3. REALISATION DU LOGICIEL D’ACQUISITION
III.3.1.Configuration port
III.3.2.Réglage Axe et Durée
III.3.3.Lecture de données
III.3.4.Enregistrement de données
III.3.5.Les filtrages des signaux
III.3.6.Traçage des signaux
III.3.7. Pointage temps d’arrivée
III.3.8. Hodochrone ou dromochromique
PARTIE IV : RESULTATS ET DISCUSSIONS
IV.1. RESULTAT OBTENU
IV.1.1. Sur les données sismiques
IV.1.2. Sur l’interface logicielle
VI.2.I. DISCUSSION
CONCLUSION
ANNEXES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
