Download or read book Potentialit s de l inversion g oacoustique de donn es multicapteurs de sonars cartographiques pour la caract risation des fonds marins written by Cécile Berron and published by . This book was released on 2013 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail propose d’analyser les potentialités d’une démarche d’inversion géoacoustique sur des données multicapteurs de sonars cartographiques, dans un but de caractérisation sédimentaire. Contrairement à une démarche qualitative d’imagerie, l’étude se base sur l’analyse des complémentarités et des redondances des caractéristiques acoustiquès quantitatives observées sur plusieurs fréquences et plusieurs rasances. Après le choix justifié d’un modèle de rétrodiffusion basé sur l’approche physique de l’interaction de l’onde acoustique avec le sédiment, une étude théorique permet de prouver le gain de précision attendu par le choix optimal d’une configuration d’inversion, qui privilégie une grande diversité d’angles et de fréquences d’insonification. Cette approche est appliquée sur le jeu de données expérimentales de la campagne CALIMERO, fournissant des données d’échosondeur à 33 et 210 kHz, ainsi que des données de sondeurs multifaisceaux à 12, 30 et 95 kHz. L’application pratique de la démarche, dont l’intérèt a été prouvé théoriquement, est rendue difficile par une méconnaissance du mode de formation de la mesure, ainsi qu’une richesse sédimentaire nôn prise en compte dans le modèle retenu- Des simulations quantifient alors les effets de ces hypothèses décart au modèle sur les incertitudes des paramètres géoacoustiques estimés. La diyérsité du comportement de la rétrodiffusion volumique, ainsi que l’influence de la rugosité sont en particulier abordées- A cet effet, une procédure d’estimation des paramètres du spectre de rugosité de l’interface sédimentaire est développée, basée sur l’exploitation de la donnée d’imageié haute résolution du sonar latéral déployé sur la campagne. Des algorithmes de Shape froïn Shading (forme à partir de l’ombre) sont adaptés, afin de fournir un modèle bathymétrique haute résolution à partir des variations relatives de la réfiectivité enregistrée. Les particularités des conditions expérimentales du jeu de données restreignent cependant la qualité des résultats de cette approche, en raison de la présence d’artéfacts d’imagerie dus à des thermoclines.

Download or read book Deux approches de l inversion geoacoutisque written by Jean-Claude Le Gac and published by . This book was released on 2003 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les propriétés géoacoustiques du fond marin ont une influence majeure en acoustique sous-marine en particulier à très basses fréquences et par petits fonds. Pour les besoins du sonar, l'optimisation des prédictions de portée nécessite de disposer d'un modèle géoacoustique du fond qui rende compte des interactions du son avec le fond. Les méthodes proposées dans ce manuscrit visent à élaborer, par inversion de données acoustiques, des modèles du fond adaptés aux sonars en se calquant sur des configurations instrumentales proches des configurations d'utilisation de ceux-ci. Les modèles ainsi obtenus sont acoustiquement équivalents à la vérité terrain. La première approche exploite l'estimation de la réponse impulsionnelle du canal acoustique issue du filtrage adapté de signaux à large spectre fréquentiel émis par une source et reçus par un unique hydrophone. Elle permet d'une part d'affiner la connaissance des paramètres géométriques et d'autre part de calculer le coefficient de réflexion en onde plane du fond. Les limites de validité du modèle ainsi obtenu sont étudiées et la technique mise en oeuvre sur données acoustiques réelles. La seconde approche se fonde sur une approche variationnelle issue de la théorie du contrôle. Le champ de pression acoustique est dans ce cas "contrôlé" par la condition d'impédance au fond qui représente le modèle géoacoustique. La méthode repose sur la modélisation adjointe d'une approximation parabolique de l'équation de Helmholtz, qui permet de calculer de manière exacte le gradient des fonctions de coût définies dans l'algorithme. Les cas de conditions d'impédances locales et non locales sont étudiés. La mise en oeuvre de cette nouvelle méthode sur données simulées montre les fortes potentialités de cette approche.

Download or read book Inversion g oacoustique temps r el de signaux large bande par grands fonds written by Christophe Viala and published by . This book was released on 2014 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les travaux présentés dans ce mémoire visent à développer une méthode globale d'inversion des paramètres géoacoustiques par grands fonds, dans le cadre du REA (Rapid Environmental Assesment ; Evaluation Rapide de l'Environnement)) acoustique opérationnel. La méthode développée utilise du Matched Impulse Response de signaux large bande. La finalité est de renseigner les sonaristes opérationnels du domaine de la lutte anti sous-marine sur les paramètres du fond, afin qu'il puissent améliorer l'évaluation des performances de leurs senseurs acoustiques. Ces travaux doivent fournir des enseignements utiles à la conception du prototype ftitur de REA acoustique STEREO de l'EPSHOM/CMO. La validation du concept s'opère dans cette thèse après la mise en place d'une démarche globale d'inversion basée sur l'ajustement des réponses impulsionnelles mesurées en transmission et des réponses irnpulsionnelles simulées par un modèle prenant en compte les paramètres du fond. Deux étapes d'inversion sont nécessaires visant à retrouver d'une part la configuration expérimentale puis ensuite les caractéristiques de la nature du fond. La méthode d'inversion développée est appliquée de façon quasi-automatisée à un jeu de données synthétiques complexes, élaborées à partir d'un simulateur temps réel de la propagation acoustique. Les essais sur données synthétiques permettent tout d'abord de valider la faisabilité de la méthode quant à ses performances de détection d'une transition horizontale de la porosité, et quant au respect de la contrainte opérationnelle du délai d'estimation. Ils permettent de qualifier de plus l'impact de l'effet Doppler sur les performances de l'inversion. Celle-ci est ensuite testée sur un jeu de données acoustiques et environnementales réelles mis à disposition par le Centre Militaire d'Océanographie de l'EPSHOM. Ces données correspondent à la campagne de REA HERACLES qui a eu lieu par grands fonds, cas défavorable pour l'inversion en raison du faible contenu informatif des signaux. La prise en compte d'un modèle numérique de terrain dans la méthode d'inversion permet de d'inverser un milieu évolutif avec la distance et de synthétiser l'ensemble des résultats de l'inversion des données d'une campagne typique de REA. Ces travaux permettent de dégager des configurations pour lesquelles l'inversion peut fonctionner en temps réel, ce qui valorise le principe de la méthode développée et les développements réalisés.

Download or read book Caract risation quantitative des fonds marins l aide des sondeurs de s diment 1 khz 10 khz written by Sandrine Rakotonarivo and published by . This book was released on 2012 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse propose d’analyser les signaux issus des sondeurs de sédiment et renvoyés par le sol marin en vue de caractériser quantitativement les sédiments marins aux moyennes fréquences (entre 1 kHz et 10 kHz) et en incidence normale. L’étude se décline donc en deux volets l’analyse du problème direct puis l’inversion. La première partie du travail est focalisée sur la détermination d’un modèle direct de rétrodiffusion en considérant : la configuration de mesure (monostatique, incidence normale, antennes d’émission/réception très ouvertes), les caractéristiques des signaux (chirps à modulation de fréquence linéaire travaillant entre 1 kHz et 10 kHz), les propriétés du fond (stratification, atténuation, rugosité, couches aléatoires et inhomogènes), et en prenant en compte la problématique inverse. Après avoir montré la prédominance des retours d’énergie cohérente sur la diffusion, cette analyse mène sur la formulation d’un modèle multicouche modifié pour l’approche directe afin d’offrir le meilleur compromis entre les possibilités d’inversion et les paramètres pris en compte (coefficient de réflexion pour la stratification, coefficient d’atténuation, écart-type des hauteurs de rugosité et épaisseur de couche inhomogène). La précision du modèle multicouche modifié est calculée puis il est validé expérimentalement grâce à des mesures en laboratoire sur des plaques multicouches absorbantes, puis avec des données in situ acquises avec le sondeur Echoes 3 500 de la société IXSEA pour un fond stratifié comportant des gradients continus d’impédance. Enfin, l’inversion du modèle est effectuée de manière itérative sur chaque pic de réflexion : les paramètres dépendant de la fréquence (atténuation, rugosité, gradient d’impédance) sont d’abord évalués par filtrage adapté en minimisant l’erreur absolue afin de rendre le problème direct linéaire puis, le coefficient de réflexion est évalué au sens du maximum de vraisemblance équivalent au critère de moindres carrés. Finalement, la procédure d’inversion est testée sur deux exemples synthétiques afin d’apprécier dans quelle mesure l’opération inverse est performante.

Download or read book Int ractions ondes accoustiques written by Stelio Haniotis and published by . This book was released on 2010 with total page 113 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans le cadre du programme européen MAST III, le Laboratoire de Mécanique Physique a développé un nouveau sonar frontal (COSMOS). La géométrie frontale permet d'observer le fond selon une succession d'angles différents. La réponse angulaire de rétrodiffusion locale est ainsi accessible et des données acoustiques a été enregistrée au cours d'une campagne. Le choix des zones était fondé sur la grande variété de la nature des fonds. Nous présentons dans cette thèse les résultats concernant à la segmentation et la classification du fond en exploitant la réponse angulaire de rétrodiffusion.Après une brève exposition sur les différents systèmes d'exploration acoustique des fonds marins, les caractéristiques du système COSMOS sont détaillées. L’état de l’art sur la caractérisation du fond marin moyennant sonars est présenté. La modélisation de l’interface eau/sédiment est décrite.Le processus de segmentation et le classement des sédiments est développé. Les réponses angulaires de rétrodiffusion sont projetées dans une base de composantes principales, plus classées. Ce processus a permis de délimiter correctement les zones homogènes du fond. La plupart du temps, on peut identifier directement ces zones sur les mosaïques d'images de rétrodiffusion, mais la segmentation a fait aussi apparaitre d'autres zones que ces images seules ne permettent pas de discriminer.Un classement est réalisé en ajustant les paramètres du modèle physique aux réponses observées. Les paramètres de chaque classe résultant de ce processus sont ensuite associés à un type de sédiment. La comparaison avec l'analyse des échantillons prélevés in situ pendant la campagne est satisfaisante