Fils de Paul Schlumberger (1846-1926), industriel du textile à Mulhouse, et de Mme née Marguerite de Witt (1853-1924), directrice de la ligue internationale pour le vote des femmes, petite-fille du ministre Guizot (1787-1874).
Marié le 26/7/1904 à Louise Delpech. Enfants : Anne (1905-1993, mariée à Henri-Georges Doll puis à Jean Gruner), Dominique (épouse le 9/5/1931 le baron Jean Menu de Menil), Sylvie (épouse de Eric Boissonnas). Arlette Schulz, filleule et nièce de Marcel Schlumberger a épousé Jacques Delacour.
Né le 2/10/1878 à Guebwiller (Haut-Rhin, à l'époque allemand)
Décédé le 9/5/1936 à Stockholm, d'une hémorragie cérébrale
Ecole polytechnique (promo 1898)
Sorti dans le corps des mines ; promo 1900 de l'Ecole des Mines de Paris
1903 : tour du monde
Professeur de physique à l'Ecole des mines de Saint-Etienne (1906-1907)
Professeur de physique à l'Ecole des mines de Paris (1907-1914 puis 1919-1923)
Cité à l'ordre de l'armée le 15 juin 1915 lorsque, comme capitaine de réserve, il commande une batterie d'artillerie : "Joignant à des qualités éminentes d'organisateur, aux connaissances techniques les plus étendues, une facilité d'adaptation professionnelle remarquable, commande le groupement d'artillerie lourde dont il est chargé avec une autorité et une rare compétence. A fait de son secteur un modèle du genre ... Officier très distingué, hors pair, inlassable, plein d'un entrain, d'une activité et d'un dévouement de tous les instants".
Officier de la Légion d'honneur (1916)
Chargé brièvement (1918) de la réindustrialisation de l'Alsace.
1919 : signature du contrat de 500.000 F entre le père (Paul Schlumberger) et les fils (Conrad et Marcel) pour le développement des recherches sur la prospection du sous-sol par le courant électrique.
Créateur d'un bureau d'études avec Marcel Schlumberger, Henri Doll et Eugène Léonardon (1920), de la Société de Prospection Electrique (1926), de la Compagnie Générale de Géophysique (1931) et de la Schlumberger Well Surveying Co (1934)
Extrait d'Annales des Mines, série Réalités Industrielles, juillet-août 1989
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En une vingtaine d'années, C. Schlumberger, aidé par son frère, conduit une invention au stade de l'application industrielle hautement rentable. Les deux hommes exposent l'idée et sa mise en oeuvre, dans le style des mémoires de la revue: souci de l'application pratique, précision parfois fastidieuse mais voulue, ton à mi-chemin entre la publication scientifique et l'ouvrage de vulgarisation.
Conrad Schlumberger (1878-1936) commence en 1911 ses expériences de prospection minière au moyen de mesures électriques à la surface du sol. Il s'associe avec son frère Marcel (1884-1953) pour procéder au développement industriel de ses inventions. En 1927, des mesures effectuées dans un sondage pétrolier à Pechelbronn révèlent qu'il est possible d'identifier les formations géologiques traversées par le sondage, et notamment les formations productrices d'hydrocarbures, par leur résistance électrique. Dès 1929, cette technique est mise en oeuvre pour le compte des compagnies pétrolières par des ingénieurs de la société des services pétroliers fondée par les deux frères. Pour illustrer cette importante innovation, nous avons choisi de reproduire quelques extraits de l'article que Conrad Schlumberger et son frère consacrèrent dans les Annales des Mines de l'année 1930, à l'exposé de sa méthode dite de «la carte des résistivités». Cet article est représentatif des mémoires scientifiques et techniques alors publiés par la revue : il fait le point sur une méthode qui commence à se répandre à l'usage d'un public d'ingénieurs qui ne souhaite pas vraiment entrer dans les détails techniques mais qui est prêt à consentir un effort pour assimiler les méthodes nouvelles. |
La carte des résistivités du sol donne en chaque point de mesure la valeur de la résistivité électrique spécifique de la roche sous-jacente. Elle constitue un document analogue à une carte géologique habituelle, sauf qu'aux caractères lithologiques ou paléontologiques servant normalement à définir les terrains, se trouve substituée la valeur d'un paramètre physique. Ce paramètre est encore peu familier aux géologues, mais ce qu'il a d'incertain est contrebalancé par son immense avantage d'être mesurable jusqu'à une certaine profondeur et sous des recouvrements assez épais. Les géologues doivent donc s'habituer progressivement à analyser eux-mêmes les cartes de résistivité du sol (...).
L'auteur expose ensuite le principe de la méthode
Les roches ne conduisent le courant électrique que par l'eau d'imbibition qu'elles contiennent. Elles sont d'autant plus conductrices qu'elles contiennent plus d'eau et que cette eau est elle-même plus riche en sel. Nous exprimons la résistivité des roches en ohms-mètre-mètre-carré, cette unité convenant particulièrement bien comme ordre de grandeur. Les chiffres pratiques s'étagent en effet entre une unité et quelques milliers. D'autres géophysiciens ont souvent adopté l'ohm-centimètre centimètre-carré qui est une unité cent fois plus petite, donnant donc des résultats de mesure cent fois grands.
Les roches les plus conductrices sont les sables et marnes imbibés d'eau salée. Elles ont des résistivités de 0,5 à 10 ohms. Puis viennent les argiles non salées entre 10 et 30 ohms, les marnes entre 20 et 100, les calcaires entre 60 et 200, les schistes entre 70 et 300 suivant leur compacité et leur métamorphisme, les grès entre 100 et 1 000, les roches éruptives entre 100 et 2 000, etc. Ces chiffres extrêmement différenciés montrent dans quelle larges limites varie le paramètre.
Jusqu'à quel point la résistivité est-elle un coefficient caractéristique d'une roche donnée? c'est là une première question. Il y a d'abord l'action de la température, dont l'élévation abaisse la résistivité. En pratique cette action reste trop faible pour apporter un trouble appréciable. On ne saurait par contre négliger le facteur porosité, qui est lui beaucoup plus important. Les roches compactes ou argileuses ont dans toutes leurs parties sensiblement la même teneur en eau et celle-ci, maintenue fixement en place, conserve partout a peu près la même composition chimique. La résistivité, qui est conditionnée par cette eau d'imbibition, a donc une valeur constante dans les divers points, et a bien le caractère d'un coefficient spécifique de la roche. S'il s'agit par contre d'une roche très poreuse, comme l'est un sable par exemple, sa teneur en eau dépendra de sa position par rapport au niveau hydrostatique. Cette eau pourra elle-même être de composition variable, eau pure de pluie en certains points, plus ou moins chargée en sels en d'autres points. La résistivité n'est plus alors pour la roche un paramètre fidèle; par contre, elle peut servir à l'étude du liquide d'imbibition (eau liée, pétrole, etc.) et permettre ainsi des applications pratiques intéressantes.
Notons d'autre part que les mesures de résistivité dont nous parlons portent toujours sur de larges volumes de roche et ont donc essentiellement le caractère d'une moyenne. Ce n'est d'ailleurs qu'à cette condition qu'on obtient des chiffres réguliers ayant une signification géoclogique, car il importe de sortir des singularités locales. Notons aussi que, vues, ainsi en gros, les roches sédimentaires sont plus conductrices parallèlement à leurs strates que perpendiculairement à celles-ci et que cette anisotropie constitue souvent une complication sérieuse dont on peut d'ailleurs tirer parti pour l'étude électrique du pendage de ces roches.
Comment mesure-t-on sur le terrain la résistivité des roches? Des techniques diverses peuvent être utilisées. Voici celle que nous appliquons couramment depuis une dizaine d'années et qui a aujourd'hui la sanction d'une très large pratique. On fait passer entre deux points A et B à la surface du sol, un courant d'intensité i et on mesure la différence de potentiel DELTA V qui en résulte par effet ohmique entre deux autres points M et N du sol. Le mesure de i et de DELTA V permet par une formule simple de calculer la résistivité du sol, celui-ci étant supposé plan et homogène dans le «domaine» intéressé par la mesure. Comme le sol ne remplit en général pas ces conditions, et est plus ou moins hétérogène, la valeur donnée par la formule ne correspond pas à la résistivité vraie d'une roche déterminée, mais à une moyenne des résistivités des diverses roches intéressées par la mesure. Nous appelons cette moyenne la «résistivité apparente» du sol entre M et N. Avant d'aller plus loin, précisons la notion du «domaine» intéressé par la mesure et pour cela supposons que le «dispositif de mesure» soit tel que les points M et N se trouvent sur la ligne AB et de part et d'autre du centre O de celle-ci. Comme le montre la fig. 1, tout se passe approximativement comme si la totalité des filets de courant allant de A en B était canalisée à l'intérieur d'un parallélipipède ayant une largeur égale à AB/2 , une profondeur égale à AB/4 et une longueur égale 3/2 AB. Au centre, entre MN où se mesure le chute ohmique DELTA V, les filets de courant sont sensiblement parallèles à AB. Le «domaine» intéressé par la mesure est le parallélipipède. Ce qui est extérieur à ce volume n 'intervient pas. Bien que cette image ne représente que très grossièrement la réalité, elle permet néanmoins d'expliquer les quelques notions essentielles suivantes.
La résistivité que l'on obtient avec un dispositif de mesure déterminé correspond à la résistivité moyenne, prise dans le sens horizontal, d'une tranche de sol dont l'épaisseur est approximativement égale à AB/4. Si donc on procède à une série de mesure, en conservant toujours la même longueur de ligne AB, on explore ainsi une tranche de sol d'épaisseur constante égale à AB/4 . C'est ce que nous appelons une « exploration électrique horizontale ».
Inversement si restant en une même station O, on procède à une série de mesures en augmentant chaque fois la longueur de la ligne AB, les chiffres obtenus correspondent à des tranches de sol de plus en plus épaisses. C'est ce que nous appelons «un sondage électrique vertical».
A côté de ces notions très élémentaires, on a recours à une série de procédés mathématiques qui permettent de déterminer, à partir des résistivités apparentes mesurées à la surface du sol avec des dispositifs variés, la valeur de la résistivité vraie des roches contenues à l'intérieur au sol. Mais les problèmes ainsi posés ne sont effectivement résolus jusqu'à présent que dans un nombre restreint de cas très simples. Les deux cas les plus importants que l'on sait traiter complètement sont celui des couches planes homogènes, soit verticales, soit horizontales, ce qui correspond aux terrains sédimentaires soit redressés, soit horizontaux. Encore dans ce dernier cas, qui est le plus important en pratique, les calculs théoriques ne donnent-ils des résultats sûrs que s'il s'agit d'un petit nombre de couches suffisamment épaisses.
Pour établir une «carte des résistivités», nous mesurons avec un dispositif invariable, donc avec une «profondeur d'investigation» constante, la «résistivité apparente» du sol sous-jacent en une série de stations. Il s'agit donc de l'exploration horizontale d'une tranche de terrain d'épaisseur régulière. Les mesures sont reportées sur une carte topographique. Des courbes d'équi-résistivité sont tracées par interpolation. Il est souvent commode d'envisager des «profils de résistivité» mesurés le long d'alignements et qui s'interprètent comme une coupe des terrains. Presque toujours il y a intérêt à établir pour la même région deux cartes de résistivité avec deux profondeurs d'investigation différentes, l'une petite faisant ressortir l'action des terrains superficiels, l'autre plus grande pour explorer le sous-sol plus profond. La carte doit couvrir sans lacune toute l'aire à étudier, afin de donner une idée d'ensemble affranchie de toute idée préconçue. Elle constitue donc un travail systématique et massif comportant souvent beaucoup de milliers de mesures.
La carte est complétée par des études de détail faites en un certain nombre de points particuliers. Ce sont par exemple des sondages électriques verticaux, des déterminations électro-magnétiques de pendage, des recherches de contacts, etc. Ces opérations spéciales permettent de calculer la résistivité vraie des roches à diverses profondeurs et d'élucider localement certaines questions précises, que la carte de résistivité permet ensuite d'extrapoler sur de larges zones (...).
Après avoir donné plusieurs exemples d'applications, l'auteur conclut:
Comme le montrent les divers exemples décrits, la carte des résistivités du sol est l'analogue d'une véritable carte géologique, où les divers terrains sont caractérisés par leur résistivité électrique. On peut établir ce document pour une tranche de sol d'épaisseur donnée, choisie à volonté. Un tel travail pour une grande épaisseur (plus de 100 mètres) est d'une utilisation délicate et exige l'intervention de spécialistes bien entraînés. Les études à faibles profondeurs, dont l'exposé constitue l'essentiel du présent mémoire, sont au contraire d'une exécution beaucoup plus facile avec des appareils et une technique bien mis au point. Malgré leur caractère superficiel, elles peuvent rendre de grands services pratiques dans tous les cas où des recouvrements peu épais cachent les affleurement, ce qui est de règle dans les pays de plaine. La méthode de la carte des résistivités apparaît alors, non comme une science abstraite, mais comme un procédé géologique simple et direct.
Les renseignements électriques sont souvent d'une interprétation délicate, car des roches différentes peuvent avoir la même résistivité. Aussi des vérifications par puits ou sondages sont-elles toujours indispensables, soit pour lever des indéterminations, soit pour donner des précisions sur la qualité des gisements. Par contre, la possibilité pratique de couvrir le sol de mesures, sans dépenses excessives et de réaliser une exploration continue, apporte au géologue une grande sécurité dans ses conclusions. Ayant ainsi une vue d'ensemble, il peut correctement extrapoler les observations locales faites sur les affleurements ou dans les travaux miniers.
Brèves notes sur Conrad Schlumberger, par André Thépot (reproduites avec l'autorisation de l'auteur)
Conrad Schlumberger, né le 2 octobre 1978, étudie au lycée Condorcet, prépare l'X au lycée Saint-Louis, entré en 1898 à Polytechnique et en 1902 à l'Ecole des Mines. Décède en 1936.
Il devient en 1906 professeur de physique à l'Ecole des mines de Paris. Il a aussi enseigné à l'Ecole des Mines de Saint-Etienne.
Entre 1911 et 1914, Schlumberger avait entrepris des recherches. En avril 1913 il étudie le gisement pyriteux de Saint Bel ; début 1914 il découvre un riche gisement de pyrites de cuivre. Ses travaux sont interrompus par la guerre. Après la guerre, il envisagea un moment de les abandonner pour se vouer à une activité sociale et pacifiste. En 1918, il est chargé de la réorganisation des mines d'Alsace-Lorraine et de la Sarre.
Son père Paul Schlumberger intervint dans le souci de voir travailler ensemble ses deux fils Marcel (ingénieur de Centrale) et Conrad. Une convention du 12 novembre 1919 garantit à ses fils de soutenir leurs recherches jusqu'à hauteur de 500.000 F. Conrad peut ainsi reprendre ses expériences parallèlement à ses cours à l'Ecole des Mines.
Février 1920 : parution de l'Etude sur la Prospection électrique du Sous-sol.
Septembre 1920 : étude du synclinal de May Saint-André.
Création d'un bureau d'études en 1920, avec H.G. Doll (son gendre) et E.G. Leonardon.
Expériences menées :
En 1923, il abandonne son cours à l'Ecole des mines de Paris, pour se consacrer à la prospection.
En 1923, application de la méthode de résistivité à la prospection pétrolière.
Rôle du président de la Steaua Romana qui lui demande si la résistivité s'applique au pétrole ; d'où des expériences, un contrat expérimental puis permanent de recherche systématique. Cela permet de déceler près d'Aricesti la présence d'un dôme à haut de degré de salinité, d'où la découverte d'un gisement de gaz. Les travaux en Roumanie se poursuivent jusqu'en 1940.
Printemps 1925 : premiers contacts avec la Shell : démonstration à Pechelbronn devant le directeur Meckell chef du Service de géophysique de la Shell. Signature du premier accord de prospection aux USA pour une filiale de la Shell : la Roccana Petroleum Corp. au Texas. Mais le contrat est résilié en septembre 1926 après des résultats médiocres de prospection au Texas. Création en 1925 à New York de la Schlumberger Prospecting Methods, avec Leonardon et Henri Doll.
Printemps 1926 : prospection en Alsace. Découverte de l'anticlinal de Mayenheim et du dôme de Hettenschlag à 150 m de profondeur alors que la géologie classique n'avait rien constaté ni l'un ni l'autre.
1926 : création de la Société de Prospection Electrique, bénéficiaire pour la première fois en 1929, mais difficultés : Conrad et Marcel ne touchent un salaire qu'en 1935.
Cependant, dès 1927, une quarantaine de brevets sont pris dans le Monde.
En août 1927, les expériences de carottage électrique sont couronnées de succès, démontrant que la résistivité des roches remplies d'huile ou de gaz était plus grande que celle des roches remplies d'eau. Les résultats seront publiés en 1929.
13 février 1928 : Communication à l'Académie des Sciences.
En 1929, le bureau d'étude compte déja une cinquantaine d'ingénieurs.
Mars 1929 : le carottage électrique est introduit au Venezuela, en juin 1929 aux USA, en août 1929 en URSS.
En 1928, l'entreprise a 58 salariés, en 1929 : 95 salariés, mais en 1931 elle n'en a plus que 24 (dont 15 travaillent en Russie) car la crise est passée par là. En même temps les avances des actionnaires dépassent 3 millions de F. Heureusement, une reprise économique en 1933 aux USA sauve la société.
1932-1934 : création de la Schlumberger Well Surveying Corp. pour exploiter le carottage aux USA, et de la Cie Générale de Géophysique.
Note de R. Mahl : je n'ai trouvé dans aucune biographie de Conrad Schlumberger mention de son rôle bénévole dans la gestion des offres et demandes d'emploi de l'association des anciens élèves de l'Ecole des mines de Paris. C'est pourtant lui qui organisa ce service et passa un temps considérable à remplir des registres avec les offres et les demandes, en 1919 et au moins jusqu'à fin 1920. [D'après le Bulletin de l'association amicale des anciens élèves de l'Ecole des mines de Paris].
Conrad Schlumberger était toujours membre du conseil de l'Amicale des anciens élèves en octobre 1922, lorsqu'il propose, pour éviter que la caisse de l'Amicale soit dévaluée, de placer une partie des fonds en immobilier ou en actions de propriétés foncières. Quelle clairvoyance ! Le 13 décembre 1922, le Comité décide de ne pas suivre sa proposition.
Jean Schlumberger avec Anne (fille de Conrad) à Deauville
Extrait du livre "The Schlumberger Adventure" de Anne Gruner Schlumberger
Conrad Schlumberger, élève de Polytechnique
(C)
Photo Collections Ecole polytechnique
Schlumberger caricaturé par un élève des Mines de Paris
(Petite Revue des élèves, 1911, page 30)
(C) Photo collections ENSMP