offshore (suite)

La prospection offshore

Magnétométrie aéroportée

Elle ne présente pas de différence essentielle entre la prospection par survol de la mer et la prospection par survol de la Terre, en dehors du problème délicat de localisation.

Gravimétrie

Elle peut se pratiquer en descendant l’appareil, dans un coffret étanche, jusqu’au fond de l’eau ; mais il est plus rapide d’effectuer les mesures de l’accélération de la pesanteur à partir du navire-laboratoire en utilisant un stabilisateur giroscopique pour compenser le roulis.

Sismique marine

Cette méthode exige la mise au point d’équipements particuliers. Il s’agit d’étudier la propagation dans le sol d’ondes élastiques, analogues en plus faible à celles d’un tremblement de terre, qui se réfléchissent sur les couches souterraines et qui sont captées à leur retour à la surface par des détecteurs de vibrations appelés hydrophones. En sismique offshore, les hydrophones sont disposés le long d’une ligne souple — la flûte, d’une longueur de 1 200 m, remorquée par le navire-laboratoire — et reliés par un faisceau de câbles aux instruments enregistreurs situés à bord. L’ébranlement du milieu marin est obtenu par un tir d’explosif immergé à 1 ou 2 m en utilisant une charge de quelques kilogrammes de dynamite larguée et portée à détonation au moment approprié, soit à partir d’un second navire, le boute-feu, soit du laboratoire lui-même. La prospection sismique progresse beaucoup plus rapidement sur mer que sur terre, mais son efficacité est gênée par de nombreux « bruits » marins, en particulier par l’effet de la bulle de gaz produite lors de l’explosion ; d’autre part, elle est interdite sur les lieux de pêche.

L’Institut français du pétrole a mis au point un dispositif baptisé Flexotir qui évite ces inconvénients.

En effet, dans le Flexotir, une cartouche d’explosif qui ne contient que 50 g est descendue par un petit flexible, puis est introduite dans une sphère d’acier, immergée à une dizaine de mètres de la surface et percée de nombreux orifices. L’effet de bulle se trouve, de cette manière, très atténué.

On a cherché, d’autre part, à éliminer complètement les explosifs en les remplaçant par divers dispositifs immergés à 10 ou 15 m et permettant des séquences de tir rapides.

• L’étinceleur (sparker) fait éclater une décharge électrique de 8 000 V entre deux électrodes immergées.

• Le canon à gaz (gas exploder) fait exploser un mélange détonant de propane et d’oxygène.

• Le canon à air (air gun) utilise la détente brutale d’air comprimé sous une pression de 150 bar.

• Le Vaporchoc émet des jets brusques de vapeur d’eau à 400 °C sous une pression de 60 bar.

Le Flexichoc de l’Institut français du pétrole se compose de deux grandes cymbales d’acier de 1,25 m de diamètre, placées face à face et reliées par une membrane de caoutchouc ; après avoir fait le vide entre elles, en relâchant brusquement le système de bielles qui les maintenait écartées, on provoque une implosion qui déclenche un train d’ondes de pression.

Le forage en mer

Les premiers puits offshore furent forés au-dessus de quelques mètres d’eau, à proximité du rivage, en utilisant un derrick reposant au fond. Cette technique évolua ensuite progressivement vers la construction de plates-formes de forage en mer de plus en plus massives et de plus en plus hautes : pour être à l’abri des vagues, l’appareillage doit se trouver à environ 20 m au-dessus du niveau moyen de l’eau. L’emploi de plates-formes fixes n’est possible que dans des lagunes ou devant des côtes très plates par des fonds de moins de 50 m.

Après avoir essayé la barge de forage submersible, dont la coque peut être complètement immergée, en eau peu profonde, et reposer sur le fond de la mer, la plupart des constructeurs se sont tournés vers la plate-forme mobile munie de trois ou quatre piles escamotables, suivant que le caisson flottant est triangulaire ou carré. Une fois remorqué sur les lieux de forage, l’engin descend ses « jambes » jusqu’à ce qu’elles reposent sur le fond, puis prend appui sur elles pour se hisser hors de l’eau et, à l’aide de vérins, monter la plate-forme hors d’atteinte des houles les plus fortes. On a construit pour la mer du Nord un « jackup » (plate-forme auto-élévatrice) capable de forer un puits à 10 000 m par des fonds de 100 m pendant les plus fortes tempêtes : vent de 175 km/h et creux de 15 m. Un tel engin, qui nécessite un équipage de 75 marins-foreurs, coûte 10 millions de dollars.

• Les semi-submersibles. D’une mise au point plus récente, ces plates-formes de forage ont leur coque submergée : leur stabilité est assurée non plus par des jambes allant au fond de l’eau, mais par des pieds, sortes de grands flotteurs placés sous l’engin dont on règle la profondeur d’immersion à quelque 20 m en les déballas-tant plus ou moins à l’air comprimé. Le plus grand de ces appareils, également destiné à la mer du Nord (1973), se caractérise par un déplacement de 42 000 t avec un tirant d’eau de 23 m. C’est une structure carrée de 70 m de côté, pouvant travailler au-dessus de 300 m d’eau par tous les temps ; l’équipage de 86 personnes dispose de cabines à air conditionné ; l’engin coûte plus de 20 millions de dollars. Ce semi-submersible est maintenu en place par un système d’amarrage comportant huit ancres de 15 t, la tension de chaque chaîne étant réglée par un treuil télécommandé à partir d’un calculateur central et par un système de positionnement dynamique comprenant quatre propulseurs à hélices.

• Les navires de forage. La possibilité de forer en haute mer a été démontrée à partir de 1968 par le navire océanographique Glomar Challenger, qui a remonté des carottes prélevées à près de 9 000 m de fond.

Parmi les quelque cinquante navires de forage pétrolier actuellement à l’œuvre de par le monde et pour lesquels diverses solutions ont été imaginées, notamment la double coque (catamaran), afin d’améliorer leur stabilité, le bâtiment français Pélican (1972) est le plus gros et le plus moderne. Jaugeant 14 650 t, d’une longueur de 149 m, se déplaçant à 25 km/h, il a une autonomie de trois mois avec 79 personnes à bord. Il a coûté 88 MF (16 millions de dollars). Le derrick installé en son milieu est conçu pour forer des puits de 6 000 m de profondeur au-dessus de 300 m d’eau, même par mer agitée : l’effet de la houle est compensé par des citernes stabilisatrices dont on règle le remplissage afin de modifier le centre de gravité du navire et de briser ainsi le roulis. Le dispositif de positionnement a pour but de maintenir le bâtiment en place avec une tolérance sur sa position de 1 p. 100 de la profondeur de la mer, soit par exemple plus ou moins 2 m lorsqu’il y a 200 m d’eau sous la quille. On y parvient grâce à deux hélices de propulsion à pas variable et à cinq hélices transversales, l’ensemble étant télécommandé par un ordinateur. Le repérage de position se fait au sonar : on installe au fond de la mer, de part et d’autre du point de forage, des « répondeurs » qui renvoient sous forme d’écho acoustique les ondes ultrasonores émises par les interrogateurs placés sous le navire. Renvoyées en surface, ces ondes sont captées par des hydrophones récepteurs et transformées en instructions par l’ordinateur.