FR2785685A1 - Systeme automatique de pose de capteurs geophysiques - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système (S) de pose sur un terrain de capteurs de donnée géophysiques, comprenant un module de stockage (10) de capteurs, un module (20) pour la pose sur le terrain des capteurs, une plate-forme mobile (40) sur le terrain, portant le module de stockage (10) et le module de pose (20).Selon l'invention, il est prévu des moyens pour positionner automatiquement la plate-forme mobile sur le terrain en des endroits de pose désirés quelconques et des moyens pour poser automatiquement les capteurs audits endroits de pose désirés sans interrompre la progression de la plate-forme mobile sur le terrain.

Description

La présente invention concerne les opérations d'acquisition, sur le terrain, de données géophysiques, en vue notamment de l'exploitation de champs d'hydrocarbures.

Ces opérations mettent en couvre des réseaux de boitiers contenant chacun au moins un capteur, lesdits boîtiers pouvant tre interconnectés par des câbles comportant des anneaux de suspension pour constituer des grappes appelés bretelles . Les boitiers peuvent également tre déposés séparément et isolément sur le terrain.

Dans la suite de ce texte, le terme capteur désigne indistinctement le contenu et la fonctionnalité du boîtier constituant l'unité élémentaire d'acquisition. II peut en particulier désigner un capteur primaire constitué par le dispositif électro-mécanique d'acquisition du signal sismique tel qu'un sismographe conventionnel générant un signal analogique, ou encore un dispositif plus élaboré comprenant des moyens électroniques de prétraitement du signal délivrant un signal numérique.

La face inférieure des boîtiers est munie de moyens de couplage mécanique avec le sol. Suivant la nature du terrain, ces moyens de couplage mécanique peuvent tre une pointe destinée à tre enfichée dans le sol, ou une embase pouvant former un tripode, le boîtier étant alors enfoui à faible profondeur ou encore simplement déposé sur le sol.

Pour recueillir les données géophysiques, on active une ou plusieurs sources sismiques en contact avec le sol pour propager des trains d'ondes sismiques omnidirectionnelles. Les sources peuvent tre constituées d'explosifs, de chutes de poids ou encore de vibrateurs.

Les trains d'ondes réfléchis par les couches du sous-sol sont détectés par les capteurs, qui génèrent un signal analogique ou numérique caractérisant la réflexion des ondes sur les interfaces géologiques du soussol.

Les données provenant des capteurs sont ensuite transmises à une unité centrale de collationnement et d'enregistrement des données géophysiques, par l'intermédiaire de câbles électriques, électro-optiques ou optiques, ou de liaisons hertziennes.

Avant d'tre transmises à l'unité centrale, les données peuvent transiter par des unités de rassemblement et de traitement intermédiaires.

Les réseaux de capteurs évoqués ci-dessus peuvent couvrir des surfaces très importantes, de l'ordre de plusieurs kilomètres carrés, et nécessitent la mise en oeuvre d'un matériel important.

Une contrainte importante liée à la mise en oeuvre de ces réseaux est qu'il est nécessaire de positionner avec précision les capteurs et de connaître exactement l'emplacement de chacun d'eux pour que l'exploitation des données soit fiable. Le déploiement sur le terrain de ces réseaux de capteurs est donc une opération exigeant une grande précision.

Ce déploiement de réseaux de capteurs est généralement effectué manuellement en deux étapes, par des rangs d'opérateurs se déplaçant à pied d'abord pour dérouter des bretelles selon des alignements prédéfinis et marquer les endroits de pose désirés d'un repère, puis pour enfouir les capteurs aux endroits de pose repérés.

Le fait que ces opérations soient manuelles implique en particulier que les durées des campagnes d'acquisition de données sont longues, et les coûts associés à l'immobilisation des matériels et à la main d'oeuvre sont en conséquence souvent très importants.

On comprend donc qu'il serait avantageux de réduire autant que possible la durée de ces opérations pour diminuer le coût d'acquisition de données géophysiques.

Pour tenter d'aller dans ce sens, il existe des outils manuels permettant d'assister les opérateurs dans les opérations de pose des capteurs. On trouvera ainsi par exemple des descriptions de plantoirs à main dans les brevets US 4 838 379 et US 5 007 031.

Le bénéfice de ces outils reste toutefois limité, en particulier parce qu'ils ne modifient en rien le principe fastidieux de la pose à la main de chaque capteur par un opérateur non motorisé.

On connaît également par le brevet US 5 315 074 un dispositif embarqué à bord d'un véhicule, permettant d'automatiser une partie des opérations de pose. Ce dispositif permet de diminuer le nombre d'opérateurs et donc les coûts de main-d'oeuvre associés.

Mais la Demanderesse a constaté trois limitations importantes de ce dispositif : * Premièrement, le processus général de déploiement de bretelles de
capteurs reste long. En effet, le dispositif du brevet US 5 315 074
nécessite d'immobiliser le véhicule porteur afin de permettre le
déroulement d'un mode opératoire complexe pour la pose de chaque
capteur.

* Deuxièmement, le dispositif évoqué ci-dessus n'est apte qu'à poser des
capteurs en des endroits préalablement repérés (par exemple par des
opérateurs ayant planté des piquets aux endroits de pose désirés). II
reste donc nécessaire avec ce dispositif de procéder à un repérage
préalable sur le terrain des endroits de pose, ce qui est également
consommateur en temps et coûteux en main-d'oeuvre.

* Troisièmement, ce dispositif effectue la pose des capteurs uniquement
selon une direction essentiellement perpendiculaire au terrain sur lequel
il se trouve. Pour certaines applications, la précision et la fiabilité de
l'acquisition des données dépendent grandement de la verticalité de
I'axe de pose des capteurs. II peut tre avantageux, voire nécessaire de
poser les capteurs verticalement. Or, le dispositif décrit ci-dessus est
incapable d'assurer une telle verticalité de la pose de capteurs lorsque le
terrain sur lequel il évolue présente globalement ou localement une
pente par rapport à I'horizontale.

Un but de la présente invention est de permettre de réaliser un système de pose automatique de capteurs ou de bretelles de capteurs, permettant de diminuer sensiblement la durée des opérations de pose.

Un autre but de l'invention est de permettre de réaliser un système répondant à l'objectif ci-dessus, capable de se positionner en des endroits de pose désirés quelconques sans qu'il ait été nécessaire d'effectuer au préalable un repérage de ces endroits sur le terrain.

Un troisième but de l'invention est de garantir en outre que les capteurs sont posés par le système selon une direction essentiellement verticale, y compris sur des terrains présentant une pente d'orientation quelconque.

Pour atteindre ces buts, I'invention propose un système de pose sur un terrain de capteurs de donnée géophysiques, comprenant un module de stockage de capteurs, un module pour la pose sur le terrain des capteurs, une plate-forme mobile sur le terrain, portant le module de stockage et le module de pose, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens pour positionner automatiquement la plate-forme mobile sur le terrain en des endroits de pose désirés quelconques et des moyens pour poser automatiquement les capteurs audits endroits de pose désirés sans interrompre la progression de la plate-forme mobile sur le terrain.

Des aspects préférés mais non limitatifs du système selon l'invention sont les suivants :
-les capteurs sont munis de moyens de communication sans fil, hertzienne ou optique, -les capteurs sont interconnectés par un câble pour constituer une bretelle, le cible pouvant tre de type électrique, électro-optique ou optique.,
-les moyens de pose automatique des capteurs sont mobiles sur un support du module de pose et il est prévu des moyens d'asservissement en temps réel de la vitesse de déplacement desdits moyens de pose automatique sur ledit support à la vitesse de la plate-forme mobile sur le terrain, de sorte que les deux vitesses soient sensiblement égales et opposées et que le support reste sensiblement en regard de l'endroit de pose désiré lors du déplacement de la plate-forme mobile sur le terrain,
-il est prévu un radar hyperfréquence pour mesurer la vitesse de la plate-forme mobile par rapport au terrain,
-il est prévu une roue hodométrique pour mesurer la vitesse de la plate-forme mobile par rapport au terrain,
-lesdits moyens de pose automatique sont fixés sur un chariot pouvant coulisser sur des rails du support, selon une direction parallèle à la direction de progression du système sur le terrain,
-lesdits moyens de pose automatique comprennent deux vérins,
-un premier des deux vérins porte sur sa tige de sortie le deuxième vérin, ledit deuxième vérin étant monté à rotation autour d'un axe, transversal à la direction de progression de la plate-forme sur le terrain, sur ladite tige de sortie du premier vérin,
-il est prévu des moyens pour commander l'orientation, autour dudit axe transversal à la direction de progression de la plate-forme sur le terrain, du deuxième vérin par rapport au premier vérin,
-lesdits moyens pour commander l'orientation du deuxième vérin comprennent un moteur asservi aux signaux délivrés par des capteurs de la verticalité du deuxième vérin,
-la tige de sortie du deuxième vérin porte un bras de plantation muni de moyens de préhension sélective des capteurs et monté à pivotement autour de la direction longitudinale de ladite tige de sortie du deuxième vérin,
-il est prévu des moyens pour limiter ledit pivotement du bras de plantation et pour ramener ledit bras dans une position médiane en l'absence de toute autre sollicitation extérieure,
-lesdits moyens de limitation comprennent deux ressorts reliant chacun une partie respective du bras à une pièce fixée sur la tige de sortie du deuxième vérin,
-il est prévu des moyens pour déterminer si ledit capteur a été planté ou posé et pour transmettre sélectivement auxdits moyens de préhension une instruction pour que lesdits moyens de préhension tâchent le capteur,
-lesdits moyens qui déterminent si le capteur a été planté ou posé comprennent un capteur de pression associé à un des deux vérins,
-lesdits moyens qui déterminent si le capteur a été planté ou posé comprennent un capteur de déplacement de la tige d'un des deux vérins,
-le module de pose est monte sur la plate-forme mobile à pivotement autour d'un axe parallèle à la direction de progression du système sur le terrain,
-il est prévu des moyens pour positionner le module de pose dans un plan vertical contenant I'axe longitudinal du système lorsque le système progresse sur un terrain présentant une pente latérale (a) inférieure à une valeur donnée,
-ladite valeur donnée est de l'ordre de 20 %,
-le système comprend également un module d'alimentation en bretelles associé au module de pose,
-il est prévu des moyens pour positionner le deuxième vérin par rapport au module de pose selon une orientation sensiblement verticale lorsque le système progresse sur un terrain présentant en outre une pente longitudinale (3) inférieure à une valeur donnée,
-ladite valeur donnée est de l'ordre de 20 %,
-le module d'alimentation comprend des moyens de traction de la bretelle,
-lesdits moyens de traction comprennent au moins un bras de traction monté à rotation et muni de moyens d'engagement sélectif avec les capteurs de la bretelle,
-lesdits moyens de traction comprennent au moins deux bras de traction mobiles munis chacun de moyens d'engagement sélectif avec des moyens d'accrochage de la bretelle,
-lesdits moyens d'engagement sélectif du bras comprennent un doigt et il est prévu des moyens pour détecter la présence d'un anneau surmoulé sur le câble de la bretelle et commander, si un anneau a été détecté, I'engagement dudit doigt du bras dans ledit anneau,
-la vitesse de déplacement des bras de traction est asservie à la vitesse d'avancement de la plate-forme mobile sur le terrain et à la longueur de câble séparant deux capteurs successifs de la bretelle,
-la vitesse de déplacement des bras de traction est asservie à la tension de la bretelle,
-la vitesse de déplacement de la plate-forme mobile sur le terrain est asservie à la tension de la bretelle,
-il est prévu des moyens pour synchroniser les vitesses de déplacement des bras de traction,
-lesdits moyens de traction comprennent un ensemble de tapis roulants placés en regard les uns des autres,
-la surface de chaque tapis roulant :
porte un motif en relief pour coopérer dans une zone de contact
avec un motif complémentaire d'un tapis placé en regard,
est réalisée dans une matière assez souple pour admettre un
capteur dans sa (ses) zone (s) de contact avec un (d') autre (s)
tapis,
. est réalisée dans une matière suffisamment rugueuse pour
entraîner) le câble de la bretelle par friction lorsque ladite bretelle
est dans une zone de contact entre deux tapis,
-le système comprend deux modules de pose couplés chacun à un module d'alimentation respectif,
-le module de pose est mobile de part et d'autre d'un axe parallèle à la direction de progression de la plate-forme mobile sur le terrain,
-le système comprend au moins un ordinateur de bord relié aux différents capteurs et moyens de commande du système, pour envoyer des consignes de mouvement des moyens de commande en fonction des signaux délivrés par les capteurs.

D'autres aspects, buts et avantages du système selon l'invention apparaitront mieux à la lecture de la description suivante d'une forme de réalisation de l'invention, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
-la figure 1 est un schéma d'ensemble du système selon l'invention, présentant les principaux modules constitutifs de ce système ;
-les figures 2a et 2b sont respectivement une vue en perspective et une vue en élévation du module de stockage de capteurs géophysiques embarqués sur le système ;
-la figure 3a est une vue schématique du module de pose de capteurs également embarqué sur le système selon l'invention ;
-la figure 3b est une vue de détail du module de pose, selon la coupe A de la figure 3a ;
-les figures 4a à 4c sont trois vues de détail de moyens du module
de pose permettant de maintenir les capteurs géophysiques avant leur
plantation ;
-la figure 5 est un schéma illustrant le cycle de fonctionnement des
moyens de pose de capteurs géophysiques du système selon l'invention ;
-les figures 6a et 6b sont deux dessins illustrant schématiquement le
positionnement des différents éléments du module de pose pour compenser
respectivement un angle de dévers latéral et un angle de pente longitudinal présenté par le terrain par rapport à la direction de progression du système selon l'invention ;
-les figures 7a et 7b sont une vue d'ensemble et une vue de détail du module d'alimentation du système selon l'invention,
-les figures 8a et 8b sont une vue d'ensemble et une vue de détail d'une variante de réalisation du module d'alimentation du système selon l'invention.

En référence tout d'abord à la figure 1, on a représenté schématiquement un système S de pose et d'enfouissage de bretelles de capteurs selon l'invention. Ce système fonctionne avec des bretelles classiques de capteurs géophysiques reliés par un cible électrique, stockées de manière connue sur des épingles comprenant une tige sur laquelle un opérateur peut enfiler des anneaux fixés sur le câble de la bretelle à intervalles réguliers.

Comme on le précisera à la fin de ce texte, ce système peut également tre mis en oeuvre pour la pose de capteurs non reliés les uns aux autres, et pouvant tre intégrés chacun dans un boîtier respectif qui comprend également des moyens d'émission radio.

Selon une autre variante, les câbles reliant les capteurs pour constituer les bretelles peuvent également tre de type électro-optiques, ou optiques.

Le système S comprend quatre modules principaux :
'un module 10 de stockage des épingles portant les bretelles de
capteurs géophysiques ;
un module 20 de pose et d'enfouissage automatique des capteurs
géophysiques à des endroits désirés,
un module 30 d'alimentation en bretelles de capteurs géophysiques à
destination du module de pose ; et
un module 40 de transport, constitué d'une plate-forme mobile ou
automoteur, portant les trois autres modules du système.

En outre, le système S étant destiné à fonctionner de manière automatique, il comprend un ordinateur de bord permettant le traitement d'information en temps rée), relié aux différents détecteurs et organes de commande compris dans les modules du système que l'on va décrire. Cet ordinateur de bord n'est pas représenté sur les figures.

On a également représenté sur cette figure un repère fiéà l'automoteur, dans lequel les axes X, Y et Z sont respectivement les axes longitudinal, transversal horizontal et transversal vertical liés à l'automoteur, lesdits axes définissant un repère orthogonal direct. Le repère XYZ sera utilisé dans la description qui suit pour aider à la compréhension du texte.

Par définition et également pour aider à la compréhension du texte, on utilisera si besoin, pour la description des composants du système selon l'invention, les directions de référence avant et arrière correspondant à I'avant et à l'arrière de l'automoteur, respectivement.

On va maintenant détailler la structure et le fonctionnement de chaque module, avant de décrire le fonctionnement global du système :
Le module 10 de stockage des épingles est représenté sur les figures 2a et 2b. Ce module 10 se présente sous la forme d'un container dans lequel sont placés plusieurs, par exemple cinq, bacs identiques 101 à 105, dans lesquels sont placées les épingles portant les bretelles de capteurs géophysiques. De manière classique, chaque épingle porte une seule bretelle comprenant plusieurs capteurs, généralement six ou douze capteurs espacés régulièrement.

Le container 10 comprend un étage inférieur 12 dans lequel trois bacs peuvent tre placés sur un tapis roulant 120 actionné par un premier moteur hydraulique 121, et un étage supérieur 13.

A l'étage supérieur 13 qui peut également contenir trois bacs, le bac 105 situé au milieu repose sur des parties de support 130 solidaires du container 10.

Les bacs se trouvant aux deux extrémités de l'étage supérieur du container (bac 104 uniquement sur les figures 2a et 2b) peuvent tre suspendus à des crochets 131, solidaires de bras 132 actionnés par des vérins 133, pour sélectivement saisir le bac et le maintenir suspendu, ou pour le relâcher. Chacune des deux parties d'extrémité de l'étage 13 du container est ainsi munie d'un ensemble indépendant, constitué de crochets 131 montés sur des bras 132 actionnés par des vérins 133, ledit ensemble pouvant maintenir un bac suspendu.

Un chariot 14 est mobile entre les deux extrémités du container, sur des rails 140 fixés sur le dessus du container, sous faction d'un deuxième moteur 142. Ce chariot porte un vérin hydraulique 141 d'axe Z dont la tige de sortie, qui traverse le chariot pour pénétrer dans le container, est munie à son extrémité basse de deux crocs articulés 1410 destinés à saisir chacun un moyen d'accrochage d'un côté d'un bac, tel qu'une tige 1010 ou un anneau par exemple.

Sur les figures 2a et 2b, le bac 101 qui se trouve à l'étage inférieur sous le chariot 14 est surmonté par un espace libre, le container 10 ayant une géométrie correspondant au volume de six bacs mais n'en contenant que cinq. Cet espace libre permet à un opérateur de saisir les épingles du bac 101 pour les présenter au module d'alimentation automatique 30.

Lorsque l'opérateur a utilisé toutes les bretelles du bac 101, il actionne le vérin 141, pour abaisser celui-ci, saisir avec les crocs 1410 le bac 101 et soulever ce bac jusqu'à l'étage supérieur du container dans 1'espace qui était libre.

Les vérins 133 commandant les crochets 131 entourant cet espace sont alors également actionnés (par l'unité centrale ou par un automatisme classique propre au module 10), et provoquent la rotation de la tige 132 portant les crochets, qui viennent saisir le bac 101.

Les crocs 1410 libèrent alors le bac 101 qui est maintenu par ces crochets 131, et le chariot 14 se déplace sur les rails jusqu'à se trouver à
I'aplomb du bac 104, que le vérin 141 saisit avec ies crocs 1410. Pendant ce temps, le moteur 121 est actionné pour que le tapis roulant 120 déplace les bacs 102 et 103 jusqu'aux positions auparavant occupées par les bacs
101 et 102 respectivement.

Le bac 104 est alors tâché par les crochets 131 qui le maintenaient,
et descendu par le vérin 141 à t'étage inférieur dans 1'espace auparavant
occupé par le bac 103. Puis les crocs 1410 du vérin lâchent le bac 104, et le chariot et son vérin vont déplacer les bacs 105 puis 101 jusqu'aux emplacements occupés auparavant par les bacs 104 et 105.

Ce cycle de déplacement des bacs étant effectué, l'opérateur dispose à nouveau d'un bac plein 102, surmonté d'un espace libre permettant de saisir les bretelles de ce bac.

Le container peut contenir cinq bacs de chacun 40 bretelles de 12 capteurs, ou 80 bretelles de 6 capteurs, ce qui permet au système d'embarquer environ 2400 capteurs. Les épingles vides sont stockées après utilisation dans un bac supplémentaire prévu à cet effet et placé à côté du module 10 de stockage, ou dans le bac en train d'tre vidé.

Dans une variante de réalisation non représentée sur les figures, les épingles de capteurs géophysiques ne sont pas stockées dans des bacs mais accrochés sur des râteliers constitués chacun de deux tiges horizontales se déplaçant selon le mme principe de carrousel que décrit cidessus.

En référence maintenant à la figure 3a, le module 20 de pose de capteurs comprend :
d'une part un bras 21 fixé à l'arrière de I'automoteur 40 par une
articulation 210 autorisant une rotation du bras autour d'un axe 2100
de direction X, ladite rotation étant commandée par exemple par des
moyens électrohydrauliques réalisés ici sous la forme de vérins
asservis à une commande électrique.

Cette rotation permet de positionner le bras 21 selon toute position
angulaire souhaitée dans une plage angulaire s'étendant
symétriquement de part et d'autre du plan longitudinal vertical XZ fié
à l'automoteur, de manière à placer automatiquement le bras 21 à la
verticale de I'axe 2100 sur des terrains présentant un dévers latéral
pouvant atteindre 20% (c'est à dire correspondant à un angle
d'environ 11 ). Pour déterminer la consigne de mouvement transmise
aux vérins, un capteur associé au bras 21 délivre une mesure de
l'écart angulaire entre le plan XZ et le plan vertical vrai contenant la
direction X.
d'autre part un ensemble remorqué d'enfouissage, solidaire du bras
21 dans sa rotation autour de l'articulation 210 de l'arrière de
t'automoteur. La fonction de cet ensemble remorqué est d'ouvrir un
sillon 223 devant l'endroit de pose désiré des capteurs et de refermer
ledit sillon sur les capteurs posés afin de les enfouir. Cet ensemble
comprend un soc relevable 22 à double versoir et deux rouleaux 23,
disposés sur le terrain sensiblement à I'aplomb vertical de l'extrémité
arrière du bras 21. Les dispositions respectives du soc et des
rouleaux par rapport au bras 21 sont telles que le soc est devant le
lieu d'implantation des capteurs sur le terrain, et les rouleaux
derrière.

Les deux rouleaux sont disposés de part et d'autre d'un axe parallèle
à X passant par le centre du soc et correspondant au sillon 223
ouvert par ledit soc, et leurs champs 230 sont orientés en biais à 45
environ vers ce sillon. Ces rouleaux (de type métallique ou
pneumatique gonflé sous basse pression) sont destinés à refermer le
sillon 223 lors de la progression de I'automoteur.

Le bras 21 comporte deux rails longitudinaux parallèles 211 et 212, sur lesquels un chariot 24 peut coulisser dans la direction X entre une position rentrée dans laquelle le chariot, à l'avant du bras, est proche de l'arrière de I'automoteur et une position sortie située à l'arrière du bras, ces deux positions d'extrémité définissant une course maximale du chariot d'environ 1300 mm.

Le chariot est mis en mouvement par exemple par une courroie crantée entraînée par une poulie également crantée, solidaire de l'arbre de sortie d'un moteur hydraulique. La rotation de cette poulie est mesurée en permanence par un capteur angulaire permettant un asservissement en boucle fermée du mouvement du chariot à la vitesse de l'automoteur sur le terrain, comme on va plus loin dans ce texte.

Un premier vérin 25 est fixé sur le chariot 24, selon une direction parallèle à la projection de la direction verticale dans le plan YZ (qui correspond à la verticale si I'axe X est horizontal).

La tige de sortie 250 de ce vérin, qui peut se déployer en-dessous de lui vers le bas, porte à son extrémité basse le cylindre d'un second vérin 26, qui est monté à pivotement sur une articulation 251 portée par la tige 250 autour d'un axe 2510 horizontal perpendiculaire à I'axe X, I'axe 2510 coïncidant avec I'axe Y lorsque I'axe Y est horizontal.

La direction de la tige de sortie 260 de ce deuxième vérin, comprise comme celle du vérin 25 dans le plan vertical contenant la direction X longitudinale de l'automoteur (correspondant au plan XZ si I'axe Y est horizontal), peut ainsi varier autour d'un axe horizontal perpendiculaire à X par rapport à I'axe du vérin 25 dans une plage de plus ou moins 11 .

Cette tige 260 est également destinée à tre déployée vers le sol.

L'extrémité basse de cette tige de sortie 260 est reliée à un bras de plantation 27 destiné à effectuer la plantation ou la pose des capteurs.

On notera ici que la figure 3a représente quatre étapes successives du déplacement du chariot unique et du déploiement correspondant de ses vérins. De plus sur cette figure le système S est sur un terrain horizontal et par conséquent le vérin 25 s'étend parallèlement à Z (car Y est horizontal), et le vérin 26 s'étend dans le prolongement du vérin 25 (car X est horizontal).

Le bras de plantation 27, qui apparaît mieux en détail sur les figures 4a à 4c auxquelles on se reportera maintenant, est muni à son extrémité basse éloignée des vérins de deux pinces à commande électrique 270 destinées à saisir les capteurs géophysiques 100 à la sortie du module 30 d'alimentation, comme cela sera détaille plus loin, et à assurer le maintien de ces capteurs géophysiques jusqu'6 ce que leur pose soit effectuée.

Le bras de plantation 27 est monté sur l'extrémité de la tige 260, à pivotement limité autour de I'axe 2600 longitudinal de ladite tige. Lorsque la tige 260 du vérin 26 est déployée, le bras de plantation est ainsi libre de pivoter autour de I'axe 2600 selon une plage angulaire définie par des
butées (non représentées sur les figures), s'il est soumis à une contrainte extérieure, transmise par l'intermédiaire du capteur 100 solidaire du bras.

Quand le bras 27 n'est soumis à aucune contrainte extérieure, deux ressorts 271 reliant les extrémités de deux tiges 272 et 273 saillantes latéralement hors du bras 27 à une plaque 261 rigidement solidaire de la tige 260 maintiennent ledit bras de plantation dans un plan vertical contenant la direction Y.

En outre, les ressorts 271 assurent la stabilité du bras 27 lorsque celui-ci s'est déplacé autour de l'axe 2600 sous l'effet d'une contrainte extérieure.

En référence maintenant à la figure 5, on va maintenant décrire un cycle du fonctionnement du module de pose 20.

En A, le chariot 24 est en position dite rentrEe , dans laquelle il se trouve proche de l'automoteur et du module d'alimentation 30. Les tiges des vérins 25 et 26 sont escamotées vers le haut, et le bras de plantation 27 et ses pinces 270 sont donc en position haute.

Un capteur géophysique 100 est alors présenté aux pinces 270 ouvertes, par des moyens du module 30 d'alimentation qui seront détailles plus loin, et les pinces 270 se referment pour saisir le capteur géophysique présenté, dont la présence a été repérée par un détecteur non représenté sur les figures et commandant la fermeture des pinces. Ce détecteur repère la présence d'un capteur par effet Hall, le capteur géophysique contenant un aimant permanent pou

Une fois le chariot arrivé en B, environ 0,2 mètre en arrière de sa position rentrée , son accélération lui a permis d'atteindre une vitesse dont le module est égal à la vitesse d'avance vers I'avant de t'automoteur.

Le chariot continue ensuite son déplacement vers l'arrière en gardant constamment cette vitesse, de sorte que le chariot est, pendant cette phase de déplacement à vitesse constante, à la verticale du mme point du terrain.

Pour assurer cette égalité des modules des deux vitesses, l'unité centrale du système S comprend des moyens d'asservissement en boucle fermée de la vitesse du chariot à la vitesse de t'automoteur.

Cette dernière vitesse est mesurée finement, par exemple à I'aide d'un radar de type à hyperfréquence et effet Doppler qui fournit une précision de mesure de l'ordre de 1, 5% dans la gamme de vitesses allant de 1 à 4 m/s correspondant à la vitesse d'avance de I'automoteur, ou encore par un dispositif hodométrique utilisant une roue de mesure en contact avec le sol, qui amène la précision de mesure à environ 1 %.

Pendant cette course à vitesse constante du chariot, qui annule la vitesse relative du capteur géophysique maintenu par les crochets 270 par rapport au sol, la cinématique de déploiement des deux vérins est la suivante :
La tige 260 du vérin 26 est la première à tre totalement déployée.

Sa course est d'environ 350 mm. Puis, le vérin 25, dont la course est d'environ 600 mm, continue à tre déployé vers le bas, jusqu'à ce que la pointe ou embase du capteur (qui est tournée vers le bas) pénètre dans le fond du sillon 223 qui a été creusé par le soc remorqué par I'automoteur, et qu'un capteur de pression du vérin pneumatique 26 détermine, par comparaison de la pression dans le vérin 26 avec une pression de seuil prédéfinie, si le capteur géophysique a été planté dans, ou posé sur, le sol.

Si la pression dans le-vérin 26 est supérieure à la pression de seuil, l'unité centrale commande l'ouverture en C des pinces 270 qui tâchent le capteur géophysique planté dans le sol, et l'escamotage des tiges 250 et 260 vers le haut. Le temps entre l'envoi d'un signal par le capteur de pression du vérin 26 et le lâchage du capteur géophysique par les pinces 270 est de l'ordre de la dixième de seconde.

La pression de seuil peut tre ajustée en fonction de la nature du sol,
Elle peut également btre ajustée en cours d'opération du système, en fonction des obstacles rencontrés par le soc qui est muni d'un capteur d'effort et qui est par ailleurs apte à tre relevé automatiquement par un vérin 220 représenté sur la figure 3a, qui soulève une tige 221 articulée avec le support 222 du soc si le capteur d'effort dudit soc a détecté un obstacle ne pouvant tre dégagé par le soc.

Selon un autre mode de réalisation, c'est le vérin 25 et non le vérin 26 qui est équipé d'un capteur de pression pour déterminer si les pinces 270 doivent tâcher le capteur géophysique. En tout état de cause, le vérin équipé d'un capteur de pression est de préférence du type pneumatique (plus sensible aux variations de pression) alors que l'autre vérin peut tre pneumatique, ou bien hydraulique.

Selon un autre mode de réalisation encore, c'est un capteur de déplacement de la tige 260 du vérin pneumatique 26 qui détermine, à partir de la détection d'un mouvement de retrait de ladite tige 260 dans le vérin qui soit supérieur à une valeur seuil pour ce mouvement (pouvant tre par exemple de l'ordre de 50 mm), que les pinces doivent lâcher le capteur géophysique et que les tiges 250 et 260 doivent tre escamotées.

Quel que soit le mode de réalisation choisi, le signal du capteur de pression ou de déplacement est transmis à l'ordinateur de bord qui envoie les consignes de lâchage et de retour aux pinces 270 et aux tiges des vérins, respectivement.

Pendant la plantation du capteur géophysique dans le sol, le vérin 26 et sa tige 260 de sortie, qui sont comme on I'a dit mobiles en rotation par rapport au vérin 25, sont maintenus dans une direction verticale, grâce à un moteur électrique asservi à un capteur de verticalité (non représenté) du vérin 26 et commandant la rotation du vérin 26, ainsi que des éléments qu'il porte, autour de l'articulation 251 de la tige 250.

Ceci permet d'assurer la verticalité du vérin 26 et donc du capteur géophysique, et ainsi d'assurer la verticalité de la pose des capteurs, géophysiques sur un terrain présentant une pente de face ou d'arrière de 20%, c'est à dire correspondant à un angle d'environ 11 , par rapport à l'avancement de l'automoteur.

D'autre part, on a dit que les moyens de pose étaient également positionnés dans le plan transversal YZ, par les vérins provoquant la rotation, autour de l'articulation 210 d'axe X, du module de pose 20.

Ces vérins, asservis à des détecteurs mesurant I'angle de dévers a tel que représenté (avec une amplitude exagérée) sur la figure 6a, maintiennent le module 20 de pose dans une direction du plan YZ parallèle à la verticale vraie du lieu. Cette disposition permet d'annuler l'effet de
I'angle a de dévers sur la verticalité des capteurs posés, pour des angles a pouvant aller jusqu'à environ 11 (correspondant à un pente de dévers latéral de l'ordre de 20 %).

De mme l'asservissent déjà évoqué de la position, dans le plan vertical contenant la direction X, du vérin 26 par rapport au vérin 25, permet d'annuler l'effet de l'angle ss de pente longitudinale, représenté avec une amplitude exagérée sur la figure 6b.

Afin d'éviter que la tige 250 du vérin 25 tourne autour de son axe longitudinal lors de sa sortie et/ou de son escamotage, et entraîne ainsi dans sa rotation les éléments (articulation 251 et vérin 26) qu'elle porte, une tige anti rotation 252 (représentée seulement sur les figures 3a et 4a à 4c par souci de clarté) est fixée par son extrémité basse à une pièce 2520 solidaire de l'extrémité basse de la tige 250,1'extrémité haute de la tige anti rotation pouvant coulisser dans un guide 2521 fixé sur le corps du vérin 25 (ou encore directement sur le chariot 24), de manière à ce que la tige 250 du vérin 25 et la tige anti rotation 252 qui lui est associée s'étendent et coulissent parallèlement.

De mme, la tige 260 est associée à une tige anti rotation 262 qui lui est parallèle (cette tige 262 étant représentée seulement sur les figures 4a à 4c) dont l'extrémité inférieure est fixée sur la plaque 261 qui porte le bras 27,1'extrémité supérieure de la tige 262 pouvant coulisser dans un guide 2620 fixé sur le corps du vérin 26.

Afin de compenser une éventuelle vitesse longitudinale résiduelle du capteur par rapport au sol au moment de la plantation malgré l'asservissement de la vitesse de déplacement du chariot à la vitesse de l'automoteur, le bras de plantation 27 est comme on I'a dit monté à pivotement sur la plaque 261 rigidement solidaire de la tige 260 du vérin 26, les deux ressorts 271 maintenant le bras 27 lors de la plantation du capteur.

L'orientation en fonctionnement du bras 270 est assez proche de I'horizontale et sa longueur-de l'ordre de 300 mm-est suffisamment importante pour que, étant donné le très faible niveau de vitesse résiduelle possible entre le bras et le sol-de l'ordre de 1 % de la vitesse d'avance de l'automoteur, c'est à dire environ 2 cm/s-I'ajustement autorisé par les ressorts 271 ne nécessite qu'une rotation de quelques degrés, au cours de laquelle l'extrémité du bras 27 reste très voisin d'une mme ligne parallèle à
X. Ainsi, l'extrémité du bras 27 qui porte le capteur géophysique à planter ne s'écarte pas sensiblement de la trajectoire de pose.

Lorsque la tige 260 est escamotée dans le vérin 26 et que le bras 27, ayant été déplacé en rotation d'axe 2600 par le mouvement relatif du sol, est ainsi ramené vers le haut par la tige, le bras retrouve une position d'équilibre dans le plan vertical comprenant I'axe Y, grâce d'une part à faction des deux ressorts symétriques 271 qui ramènent le bras 27 vers ledit plan, et d'autre part à 1'engagement d'un ergot 276 de centrage du bras de plantation dans un évidemment 277 solidaire de l'extrémité de la tige 260. On se référera plus particulièrement aux figures 4b et 4c pour la visualisation de l'ergot 276 et de l'évidement 277.

De plus, le bras 27 est muni d'un talon 275 de hauteur réglable, afin de limiter la profondeur de plantation des capteurs, qui sont dans le mode de réalisation décrit équipés d'une pointe.

Revenant en référence à la figure 5 à la description du cycle de déplacement des éléments du module de pose, on a dit que la détection de la plantation du capteur déclenchait en C l'ouvertures des pinces 270 et la remontée des tiges des deux vérins 25 et 26. Cette détection commande également la décélération sur 200 mm du chariot après une course de 900 mm à vitesse constante, jusqu'à son arrt en D.

Puis l'ordinateur de bord commande le retour du chariot en position rentrée , par une course uniformément accélérée vers I'avant du bras 21 pendant que les escamotages des tiges des vérins se terminent, suivie sur les derniers 300 mm d'une décétération jusqu'à ce le dispositif ait regagné sa position de début de cycle en A, dans laquelle il est prt à saisir un nouveau capteur géophysique pour le planter ou le poser automatiquement.

II est à noter que dans le cas où, les deux vérins 25 et 26 étant totalement déployés vers le bas, le capteur de pression du vérin 26 n'indique aucune résistance d'un sol, les pinces 270 tâchent automatiquement le capteur géophysique, puis le chariot et les vérins regagnent leur position de départ A.

Le déploiement total des deux vérins vers le bas est signalé à l'ordinateur de bord par un capteur de fin de course de la tige 250, qui continue comme on I'a dit à effectuer sa course encore après que la tige 260 ait été totalement déployée.

De plus, si le capteur d'effort associé au soc détecte un obstacle résistant, en conjonction avec le relèvement déjà évoqué du soc le cycle de plantation est interrompu par l'ordinateur de bord qui provoque le lâchage du capteur par les pinces 270 et le retour du dispositif en position A de départ. Dans ce cas, le système ne plante pas le capteur pour éviter de t'endommager sur un obstacle résistant tel qu'un rocher enfoui, et ne pas perturber la pose des capteurs suivants de la bretelle.

II est également à noter que l'ordinateur de bord mémorise les endroits auxquels les capteurs ont été plantés, ainsi que les positions des différents incidents de fonctionnement et défauts de plantation, incluant les endroits où le soc a été relevé par le vérin 220. Ces informations permettront par la suite d'exploiter au mieux les données issues de la bretelle de capteurs géophysiques.

On va maintenant décrire en référence aux figures 7a et 7b le module 30 d'alimentation en bretelles de capteurs géophysiques pour le module 20 de pose. Sur la figure 7a, les bretelles sont comme on va le décrire dévidées de la gauche vers la droite de la figure.

Ce module d'alimentation comprend des moyens de support pour maintenir à son entrée une épingle E ouverte. Ces moyens ont ici la forme d'un anneau 31 et d'un axe 310 solidaires de I'automoteur, permettant d'accrocher t'épingle dont la tige (sur laquelle sont enfilés des anneaux de manutention fixés à intervalles réguliers sur une bretelle B de capteurs) est pointée vers les moyens d'alimentation que l'on va maintenant décrire, ladite tige de t'épingle ayant une orientation ascendante d'environ 20 vers son extrémité libre.

En arrière et au niveau de la tige ouverte de t'épingle E, un premier tambour 32 tournant autour d'un axe 320 parallèle à Y dans le sens horaire (sur la figure dans laquelle I'avant est à gauche) surplombe un deuxième tambour 33 tournant autour d'un axe 330 parallèle à Y, dans le sens antihoraire.

Le rote de ces tambours (avec chacun desquels la bretelle B de capteur a un contact d'une longueur de l'ordre du tiers de la circonférence des tambours), est de réguler la tension de la bretelle B entre son endroit de stockage qu'est t'épingle E et des moyens de traction de la bretelle, situés en aval des tambours et qui vont tre décrits plus loin dans ce texte.

En association avec les tambours, on peut prévoir un dispositif de retenue élastique pour retenir légèrement la bretelle stockée sur t'épingle E ouverte et la mettre ainsi en tension. Le dispositif de retenue peut tre une simple brosse appliquée sur les anneaux de la bretelle stockés sur l'épingle, comme représenté sur la figure 7b.

Grâce à la tension maintenue par les tambours-qui peuvent tourner fous autour de leur axe respectif ou encore tre motorisés pour entraîner au contraire la bretelle par adhérence dans le cas d'une traction importante par les moyens de traction-on évite que la bretelle, qui est comme on va le voir dévidée grâce à une traction effectuée soit sur les anneaux en aval des tambours soit sur le câble mme de la bretelle, ne forme des amas susceptibles de provoquer des emmlements.

Pour assurer que les capteurs géophysiques 100 connectés sur la
bretelle B soient présentés en position couchée aux tambours (c'est à dire
la pointe du capteur étant parallèle à la surface du tambour), des tôles forment un capot profilé 34 dont les parois en entonnoir guident la pointe du capteur entraîné par la bretelle pour l'orienter de la manière désirée.

Ce capot profilé 34 comprend une partie 340 entourant la zone où la bretelle est en contact avec le tambour 32, cette partie 340 s'étendant également vers le tambour 33 en regard d'une autre partie de capot 341, qui entoure la zone dans laquelle la bretelle B est en contact avec le tambour 33, puis se prolonge en aval de ce dernier tambour en une rampe 3410 de redressement dont les parois latérales 3411 se relèvent et se resserrent en s'éloignant du tambour 33, de sorte que la pointe d'un capteur 100 progressant sur cette rampe est redressée par les parois 3411 perpendiculairement à la surface d'appui du fond de cette rampe de façon à se déplacer dans le plan XZ du système.

La rampe de redressement 3410 se prolonge vers I'aval du déplacement des bretelles B par une seconde rampe 3420, pourvue elle aussi de parois latérales pour maintenir les capteurs 100 pointe dressée et dos à la rampe.

Cette seconde rampe 3420 comporte en outre dans sa surface d'appui qui est en contact avec la bretelle B une rainure 3421 dont les bords sont écartés à proximité de la partie adjacente à la rampe de redressement 3410, afin de présenter à la bretelle une entrée de rainure en entonnoir et de guider la bretelle et ses anneaux 1000 de manutention dans la rainure, dont le diamètre est légèrement supérieur à l'épaisseur des anneaux.

Ainsi, la bretelle est plaquée dans la rainure 3421 par les tensions exercées sur la bretelle aux extrémités de la rampe rainurée 3420, ladite rampe rainurée ayant de profil une forme en arc de cercle dont le centre de courbure est du côté opposé à la surface en contact avec la bretelle B.

Les anneaux 1000 fixés sur la bretelle sont quant à eux redressés par le passage de la bretelle dans la rainure, et quittent la rampe rainurée en étant compris dans le plan XZ et orientés perpendiculairement à la surface d'appui du fond de la rampe.

La rampe rainurée 3420 débouche ensuite tangentiellement sur la tranche également rainurée d'un disque 35 dont le rayon d'environ 500 mm est adapté comme on va le voir aux caractéristiques de la ligne, s'étendant dans un plan parallèle au plan XZ commun avec les deux tambours 32 et 33 et les rampes 3410 et 3420. Ce disque 35 est monté à rotation libre autour d'un axe 350 parallèle à Y.

A leur arrivée sur la tranche du disque 35, dans une position PO les anneaux 1000 sont repérés par un détecteur 39 pouvant consister en une cellule photoélectrique, qui commande l'engagement dans t'anneau d'un doigt rétractable 3510, situé à proximité de la tranche du disque selon une direction parallèle à Y.

Le doigt 3510 est porté par l'extrémité d'un bras 351 s'étendant parallèlement au disque 35 selon un rayon du disque, et pouvant tourner dans le mme plan XZ, sous faction d'un moteur hydraulique dédié au bras 351, situé à proximité de la zone centrale du disque et non représenté sur les figures.

Une fois le doigt 3510 engagé dans un anneau 1000, le moteur du bras 351 reçoit de l'ordinateur de bord une consigne d'accélération angulaire pour entraîner le bras, qui tire t'anneau en l'éloignant de la rampe 3420 tout en le maintenant sur la tranche du disque 35. Puis l'ordinateur de bord stabilise la vitesse de rotation du bras, qui conditionne la vitesse de évidement de la bretelle B.

Lorsque le bras a atteint une position P1 de libération de I'anneau, après une rotation proche de 180 , il escamote son doigt 3510 qui libère t'anneau et décélère pour s'arrter.

La décélération et l'arrt du bras 3510 peuvent également résulter de la détection par la cellule photoélectrique 39 de t'anneau suivant sur la bretelle. Dans ce cas, un second bras 352, positionné en PO à la sortie de la rampe 3420, auquel est également dédié un autre moteur, engage son doigt 3520 dans ledit anneau suivant Y et les deux bras, animés du mme mouvement de rotation à, vitesse constante par leurs moteurs respectifs participent tous deux à la traction de la bretelle B.

Lorsque le bras 351 arrive en P1 son doigt 3510 libère l'anneau 1000 dans lequel il est engagé, et le bras 351 rejoint la position de départ PO pendant que le bras 352 rejoint à son tour la position P1 dans laquelle il se dégage de son anneau. Après son arrt, le bras 352 regagne à son tour la position PO d'attente des anneaux à la sortie de la rampe rainurée 3420.

La dimension du disque 35 est adaptée pour que dans le cas d'anneaux successifs séparés sur la bretelle par la distance standard de 1300 mm, un des bras libère son anneau en arrivant en position P1 de fin de course, ayant effectué une rotation légèrement inférieure à 180 , alors que l'autre bras engage son doigt dans l'anneau suivant.

Dans le cas où deux anneaux successifs seraient séparés par une longueur de bretelle inférieure, par exemple par suite de réparations effectuées sur la bretelle ayant nécessité de sectionner une portion de cible de bretelle, les moteurs respectifs des deux bras 351 et 352 appliquent à ces deux bras la mme vitesse angulaire, jusqu'à ce que le bras le plus avancé atteigne le point P1 de libération des anneaux.

On a décrit les éléments de module 30 d'alimentation permettant de dévider automatiquement la bretelle de capteurs, en entrainant les anneaux 1000. Le module d'alimentation comprend également des moyens pour présenter les capteurs 100 géophysiques aux pinces 270 du bras de plantation du module 20 de pose.

Le module 30 comprend ainsi un détecteur 36 placé à proximité de la partie de la rampe 3420 qui est adjacente au disque 35, pour détecter la présence d'un capteur géophysique 100 sur la bretelle B. Ce détecteur 36 détecte la présence de I'aimant permanent dans le corps du capteur 100, par exemple par effet Hall.

Lorsque le détecteur 36 a repéré un capteur géophysique 100, l'unité centrale fait ralentir celui ou ceux des bras 351 et 352 en mouvement, afin de réduire la vitesse de évidement de la bretelle B.

Un troisième bras 353 s'étendant comme les bras 351 et 352 dans une direction radiale par rapport au disque, monté à pivotement autour du mme axe que le disque et ces deux bras, et situé du côté du disque opposé au côté où se trouvent lesdits bras (comme le montre en particulier la figure 7b), est muni à son extrémité d'une pince 3530 à commande électrique qui reçoit alors de l'ordinateur de bord une consigne pour saisir le capteur 100.

Le bras 353 est ensuite déplacé en rotation par un troisième moteur lui étant dédié et commandé par l'ordinateur de bord, avec la mme vitesse de consigne que les bras 351 et 352 lorsque ceux-ci entraînent les anneaux 1000.

Lorsque le bras 353 arrive en position de déchargement du capteur P2, diamétralement opposée sur le disque par rapport à la position de prise du capteur, le bras 353 s'arrte et un organe de reprise 37 saisit le capteur 100, que la pince 3530 libère alors.

Le bras 353 regagne ensuite la position PO d'attente de capteur de son côté du disque, pendant que l'organe 37 qui a repris le capteur dans la position P2 située en bas du disque 35, effectue une translation vers le bas pour dégager le capteur du disque, puis une rotation d'axe Z pour présenter le capteur 100 aux pinces 270 du module de pose 20.

Lorsque les pinces 270 ont saisi le capteur 100 par suite d'un signal de présence du capteur envoyé à l'ordinateur de bord par le détecteur (fonctionnant par exemple en utilisant l'effet Hall) du module de pose déjà évoqué, l'organe 37 regagne sa position d'attente d'un autre capteur en P2 et le module de pose 20 attend de l'ordinateur de bord une consigne pour effectuer la pose du capteur.

Le module 30 doit alimenter le module 20 de pose en capteurs géophysiques à une cadence permettent la pose continue des capteurs sans interrompre la progression de I'automoteur sur le terrain.

Afin d'assurer une alimentation continue du module de pose en capteurs, les vitesses angulaires des bras 351,352 et 353 sont asservies à la vitesse de I'automoteur et à la longueur standard de câble séparant deux capteurs successifs de la bretelle, de manière à ce que la vitesse de évidement de la bretelle soit adaptée à la vitesse de I'automoteur.

De plus, les vitesses de déplacement des bras sont également asservies à la tension de la bretelle B de capteurs, mesurée par exemple au niveau des bras de traction ou encore des rampes 3410 ou 3420. En effet, si cette tension dépasse un seuil de sécurité, le mouvement des bras est ralenti, ce qui peut également entraîner la réduction par l'ordinateur de bord de la vitesse de I'automoteur en cas de surtension persistante de la bretelle, due par exemple à une partie de bretelle coincée dans le module 30.

Le module 30 alimente donc le module 20 de pose en capteurs géophysiques 100, à un rythme permettant la progression continue de l'automoteur à une vitesse constante de l'ordre de 2 m/s ce qui constitue une amélioration importante par rapport aux performances des systèmes connus.

Le module 30 comprend enfin un tapis roulant 38 pour recueillir les tronçons de bretelle B situés entre les capteurs, après la libération des anneaux par les doigts 3510 et 3520. Ce tapis roulant, dont l'extrémité arrière dépasse de l'arrière du véhicule, fonctionne de manière fractionnée avec une vitesse asservie au déplacement de l'automoteur, de manière à larguer à l'arrière de I'automoteur des paquets de câble de bretelle au début de chaque cycle de fonctionnement du module de pose.

La figure 8a montre une variante de réalisation du module 30 d'alimentation. Sur cette figure, t'épingle E portant la bretelle de capteurs est positionnée de la mme manière que dans le cas de la figure 7a, face aux rouleaux 32 et 33.

On retrouve également dans cette variante le capot profilé 34, qui se prolonge vers l'aval du déplacement de la bretelle par la rampe 3410 de redressement des capteurs. Dans cette variante, cette rampe de redressement est prolongée vers I'aval par une autre rampe 3430 dans laquelle la géométrie des parois latérales 3431 incline les capteurs de 90 de manière à les coucher sur le fond de la rampe.

La traction de la bretelle n'est pas assurée ici par des bras dont des doigts s'engagent dans des anneaux, mais par un ensemble 35'de deux tapis roulants 351'et 352'dont la surface en matière élastomère comporte une alternance de dents D arrondies et de creux C de géométrie complémentaire.

Les deux tapis sont disposés en vis-à-vis de part et d'autre d'une zone de contact des tapis comprise dans le plan XZ, et tournent dans des sens opposés, les parties des tapis adjacentes à la zone de contact se déplaçant vers l'arrière de t'automoteur.

Lors de la rotation des deux tapis qui tournent à la mme vitesse, les dents de la partie de chaque tapis se trouvant au voisinage de la zone de contact s'engagent dans les creux de la partie de l'autre tapis se trouvant en vis-à-vis, de sorte que le câble de la bretelle est entraîné par friction de la matière élastomère.

Les dents des deux tapis sont suffisamment souples pour que lors du passage des anneaux et des capteurs, elles se déforment pour entraîner t'anneau ou le capteur. La figure 8b montre une vue de côté des tapis de l'ensemble 35'. La vitesse de rotation des tapis est, comme celle des bras du module d'alimentation représenté sur les figures 7a et 7b, indexée sur la vitesse de déplacement de l'automoteur 40.

Dans la variante de réalisation de la figure 8a, le câble de la bretelle quitte la rampe d'inclinaison 3430 et surplombe un espace libre 345, précédant l'ensemble de tapis de traction 35', espace dans lequel la pointe des capteurs entraînée par son poids bascule vers le bas. En avançant dans cet espace, les capteurs ont donc la pointe tournée vers le sol.

Le module d'alimentation comprend également un bras 353'de préhension des capteurs, muni à son extrémité de pinces 270' (similaires aux pinces 270 du module de pose) pour saisir les capteurs comme on va le voir.

Une pièce 3530'solidaire de ce bras est fixée en deux endroits 3530a'et 3530b'sur deux câbles roulants 3531'et 3532'qui forment deux boucles identiques et disposées parallèlement, de sorte que la pièce 3530' et le bras 353'gardent toujours la mme orientation lors de la révolution autour desdites boucles des deux points de fixation 3530a'et 3530b'du bras 353'.

Le câble 3531'peut rouler fou autour de deux cylindres 3530A'et d'un troisième cylindre 3530A"assurant la tension du câble et placé de manière décalée par rapport à la ligne joignant les centres des deux cylindres 3530A'. De mme, le câble 3532'toume autour des cylindres 3530B'et du cylindre de tension 3530B". Dans ce mode de réalisation, les centres des cylindres de tension sont sur la ligne médiane des deux paires de cylindres 3530A'et 3530B'qui sont superposées de manière à ce que les quatre cylindres de ces deux paires forment un rectangle.

C'est un vérin V, monté à pivotement sur un axe A aligné avec les centres des deux cylindres de tension et parallèle a Y, et dont l'extrémité de la tige de sortie est montée à pivotement d'axe Y sur la pièce 3530'solidaire du bras 353', qui commande le mouvement de ladite pièce et du bras autour des boucles formées par les câbles 3531'et 3532'. Des moyens d'alimentation électrique des pinces 270'sont portés par le vérin V.

Un détecteur 36 pouvant fonctionner selon l'effet Hall est ici encore prévu pour repérer l'arrivée d'un capteur 100 sur la rampe d'inclinaison 3430. Lorsqu'un capteur a ainsi été détecté, l'ordinateur de bord commande : * le vérin V pour que celui-ci déplace le bras 353'en position de
préhension du capteur à la sortie de la rampe d'inclinaison, et les pinces 270'qui saisissent le capteur.

Le vérin V déplace ensuite vers l'arrière de l'automoteur le bras tenant le capteur, lui faisant traverser 1'espace 345 et 1'ensemble 35'de tapis de traction. Ce déplacement est asservi à la vitesse de déplacement de l'automoteur.

On a

L'automoteur 40, qui porte les autres modules du système, est muni de moyens de positionnement automatiques pouvant mettre par exemple en couvre un récepteur GPS. Ces moyens sont couplés à l'ordinateur de bord du système, dans lequel ont a programmé un plan de pose comprenant les coordonnées des endroits désirés de pose des capteurs.

Les moyens de positionnement et l'ordinateur de bord sont également couplés à un écran permettant de visualiser le plan de pose et à des moyens de guidage de l'automoteur par rapport à ce plan de pose (par exemple en signalant les écarts par rapport à une trajectoire cible du système sur le terrain).

Le couplage avec les moyens de positionnement permet à l'unité centrale de déclencher automatiquement le fonctionnement du module de pose lorsque l'automoteur arrive sur le point de pose désiré.

Cette disposition est avantageuse, car elle permet de s'affranchir des opérations classiques de repérage préalable sur le terrain des endroits de pose, mettant en couvre par exemple des piquets plantés par des opérateurs à chaque endroit de pose désiré.

Ainsi, le système selon l'invention permet d'effectuer automatiquement en des endroits désirés quelconques la pose de bretelles de capteurs dans des délais très réduits car la progression du système sur le terrain est ininterrompue.

On notera que le soc 22 et les rouleaux 23 peuvent fonctionner de manière continue, ou bien n'tre utilisés qu'aux alentours des endroits de pose désirés pour les capteurs et tre relevés automatiquement entre deux endroits de pose.

Dans ce deuxième mode de fonctionnement, c'est l'ordinateur de bord qui commande l'abaissement sur le terrain et le relèvement du soc et des rouleaux en fonction de la distance entre les endroits de pose avec la position du système déterminée par les moyens de positionnement automatique.

De plus, le système selon l'invention est comme on I'a vu muni de moyens pour assurer la verticalité de la pose des capteurs, sur un terrain présentant un angle de dévers ou de pentes d'orientation quelconque par rapport à la direction de progression du système sur le terrain.

En outre, le fait que le processus de pose réalisé par le système selon l'invention soit automatisé et informatisé (toutes les données, en particulier intervenant dans les boucles d'asservissement étant traitées par l'ordinateur de bord) autorise une exploitation complète et rapide des données de pose.

En particulier, l'ordinateur de bord et les moyens de positionnement permettent comme on I'a vu de :
'programmer et mémoriser un plan de pose des capteurs,
visualiser ce plan de pose,
guider la progression du système sur le terrain par rapport au plan de
pose,
mémoriser les incidents survenus en cours d'opération et leur
emplacement.

Dans le système selon l'invention, l'intervention d'un opérateur est réduite au minimum-manipulation des épingles portant les bretelles et engagement du premier anneau de chaque bretelle avec le doigt d'un bras mobile 351 ou 352 du module d'alimentation-ce qui permet au processus de se dérouter de manière continue, sur un rythme rapide.

II est possible selon l'invention de dupliquer certains modules du système. En particulier, on peut monter sur l'automoteur deux modules de pose couplés chacun à un module d'alimentation respectif pour poser simultanément deux bretelles de capteurs en parallèle.

II est également possible de motoriser un module de pose unique pour que celui-ci soit animé d'un mouvement de rotation alternative d'axe Z, de part et d'autre de I'axe X du système, le module posant un capteur après chaque franchissement de I'axe X. Dans ce dernier cas, les capteurs de la bretelle sont posés selon une ligne en zigzag, ce qui peut tre souhaité pour certaines applications.

Enfin, si le mode de réalisation du système que l'on a décrit fonctionne avec des capteurs interconnectés pour constituer des bretelles selon un conditionnement traditionnel, il est possible selon l'invention d'effectuer la pose et 1'enfouissage de bottiers individuels non reliés par un câble et contenant chacun un capteur et des moyens de transmission sans fil, hertzienne ou optique, des données géophysiques à une unité centrale, le module 30 d'alimentation tel que décrit ci-dessus étant alors remplacé par un dispositif d'alimentation adapté pour présenter les boîtiers au module de pose.

Claims (36)

1. 1. Système (S) de pose sur un terrain de capteurs (100) de donnée géophysiques, comprenant un module de stockage (10) de capteurs, un module (20) pour la pose sur le terrain des capteurs, une plateforme mobile (40) sur le terrain, portant le module de stockage (10) et le module de pose (20), caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens pour positionner automatiquement la plate-forme mobile sur le terrain en des endroits de pose désirés quelconques et des moyens (24,25,26,27) pour poser automatiquement les capteurs audits endroits de pose désirés sans interrompre la progression de la plate-forme mobile sur le terrain.

   REVENDICATIONS
2. 2. Système (S) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les capteurs (100) sont munis de moyens de communication sans fil, hertzienne ou optique.
3. 3. Système (S) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les capteurs (100) sont interconnectés par un câble pour constituer une bretelle (B), le câble pouvant tre de type électrique, électro-optique ou optique.
4. 4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de pose (24,25,26,27) automatique des capteurs sont mobiles sur un support (21) du module de pose (20) et en ce qu'il est prévu des moyens d'asservissement en temps réel de la vitesse de déplacement desdits moyens de pose automatique sur ledit support à la vitesse de la plate-forme mobile (40) sur le terrain, de sorte que les deux vitesses soient sensiblement égales et opposées et que le support reste sensiblement en regard de l'endroit de pose désiré lors du déplacement de la plate-forme mobile sur le terrain.
5. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est prévu un radar hyperfréquence pour mesurer la vitesse de la plate-forme mobile (40) par rapport au terrain.
6. 6. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est prévu une roue hodométrique pour mesurer la vitesse de la plate-forme mobile (40) par rapport au terrain.
7. 7. Système selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de pose automatique sont fixés sur un chariot (24) pouvant coulisser sur des rails (211,212) du support (21), selon une direction (X) parallèle à la direction de progression du système sur le terrain.
8. 8. Système selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de pose automatique comprennent deux vérins (25,26).
9. 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un premier (25) des deux vérins porte sur sa tige de sortie (250) le deuxième vérin (26), ledit deuxième vérin (26) étant monté à rotation autour d'un axe (2510), transversal 6 la direction de progression de la plate-forme (10) sur le terrain, sur ladite tige de sortie (250) du premier vérin.
10. 10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens pour commander l'orientation, autour dudit axe (2510) transversal à la direction de progression de la plate-forme (10) sur le terrain, du deuxième vérin (26) par rapport au premier vérin (26).

    deuxième vérin (26).

    moteur asservi aux signaux délivrés par des capteurs de la verticalité du
11. 11. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens pour commander t'orientation du deuxième vérin comprennent un
12. 12. Système selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que la tige de sortie (260) du deuxième vérin (26) porte un bras de plantation (27) muni de moyens (270) de préhension sélective des capteurs (100) et monté à pivotement autour de la direction longitudinale de ladite tige de sortie (260) du deuxième vérin (26).
13. 13. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens (261, 271,272,273) pour limiter ledit pivotement du bras de plantation (27) et pour ramener ledit bras dans une position médiane en

    I'absence de toute autre sollicitation extérieure.
14. 14. Système selon la revendication 13, caractérisé en ce que lesdits moyens de limitation comprennent deux ressorts (271) reliant chacun une partie respective (272,273) du bras à une pièce fixée (261) sur la tige de sortie (260) du deuxième vérin (26).
15. 15. Système selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens pour déterminer si ledit capteur (100) a été planté ou posé et pour transmettre sélectivement auxdits moyens de préhension (270) une instruction pour que lesdits moyens de préhension tâchent le capteur.
16. 16. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens qui déterminent si le capteur a été planté ou posé comprennent un capteur de pression associé à un des deux vérins.
17. 17. Système selon la revendication 15, caractérisé en ce que lesdits moyens qui déterminent si le capteur a été planté ou posé comprennent un capteur de déplacement de la tige d'un des deux vérins.
18. 18. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de pose (20) est monté sur la plate-forme mobile (40) à pivotement autour d'un axe (2100) parallèle à la direction (X) de progression du système sur le terrain.
19. 19. Système selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens (210) pour positionner le module de pose (20) dans un plan vertical contenant I'axe (X) longitudinal du système lorsque le système progresse sur un terrain présentant une pente latérale (a) inférieure à une valeur donnée.
20. 20. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite valeur donnée est de l'ordre de 20 %.
21. 21. Système selon l'une des revendications 10 ou 11 prise en combinaison avec la revendication 19 ou 20, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens pour positionner le deuxième vérin (26) par rapport au module de pose (20) selon une orientation sensiblement verticale lorsque le système progresse sur un terrain présentant en outre une pente longitudinale (ss) inférieure à une valeur donnée.
22. 22. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite valeur donnée est de l'ordre de 20 %.
23. 23. Système selon l'une des revendications 3 à 22, caractérisé en ce qu'il comprend également un module (30) d'alimentation en bretelles associé au module (20) de pose.
24. 24. Système selon la revendication 23, caractérisé en ce que le module d'alimentation (30) comprend des moyens de traction (351,352, 353) de la bretelle (B).
25. 25. Système selon la revendication 24, caractérisé en ce que lesdits moyens de traction comprennent au moins un bras (353) de traction monté à rotation et muni de moyens (3530) d'engagement sélectif avec les capteurs de la bretelle.
26. 26. Système selon la revendication 24 ou 25, caractérisé en ce que lesdits moyens de traction comprennent au moins deux bras (351, 352) de traction mobiles munis chacun de moyens (3510) d'engagement sélectif avec des moyens d'accrochage (1000) de la bretelle,
27. 27. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens d'engagement sélectif du bras comprennent un doigt (3510) et il est prévu des moyens (39) pour détecter la présence d'un anneau (1000) surmoulé sur le câble de la bretelle (B) et commander, si un anneau a été détecté, I'engagement dudit doigt du bras dans ledit anneau.
28. 28. Système selon la revendication 26 ou 27, caractérisé en ce que la vitesse de déplacement des bras de traction (351,352,353) est asservie à la vitesse d'avancement de la plate-forme mobile sur le terrain et la longueur de câble séparant deux capteurs successifs de la bretelle.
29. 29. Système selon l'une des revendications 26 à 28, caractérisé en ce que la vitesse de déplacement des bras de traction est asservie à la tension de la bretelle (B).
30. 30. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la vitesse de déplacement de la plate-forme mobile (40) sur le terrain est asservie à la tension de la bretelle (B).
31. 31. Système selon l'une des revendications 25 à 30, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens pour synchroniser les vitesses de déplacement des bras de traction.
32. 32. Système selon la revendication 24, caractérisé en ce que lesdits moyens de traction comprennent un ensemble (35') de tapis roulants (351', 352') placés en regard les uns des autres.
33. 33. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la surface de chaque tapis roulant :

    porte un motif en relief pour coopérer dans une zone de contact

    avec un motif complémentaire d'un tapis placé en regard,

    * est réalisée dans une matière assez souple pour admettre un

    capteur (100) dans sa (ses) zone (s) de contact avec un (d')

    autre (s) tapis,

    * est réalisée dans une matière suffisamment rugueuse pour

    entraîner le cible de la bretelle (B) par friction lorsque ladite

    bretelle est dans une zone de contact entre deux tapis.
34. 34. Système selon l'une des revendications précédentes comprenant deux modules de pose (20) couplés chacun à un module d'alimentation (30) respectif.
35. 35. Système selon l'une des revendications 1 à 34, caractérisé en ce que le module de pose est mobile de part et d'autre d'un axe (X) parallèle à la direction de progression de la plate-forme mobile sur le terrain.
36. 36. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un ordinateur de bord relié aux différents capteurs et moyens de commande du système, pour envoyer des consignes de mouvement des moyens de commande en fonction des signaux délivrés par les capteurs.