Analyse modale de la propagation dans un guide d'onde : application a la tomographie acoustique

Modal analysis of the propagation in a waveguide: application to acoustic tomography

• Auteur / Autrice : PATRICE LE BRAS
• Direction : René-Jean Gibert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Evry-Val d'Essonne

Résumé

La tomographie acoustique oceanique permet de mesurer la vitesse du son dans une tranche d'eau verticale a partir de l'analyse de la reponse temporelle du milieu. La methode actuelle s'avere inadaptee dans le cadre de la propagation fortement guidee (reponse du chenal). On propose alors d'exploiter une modelisation modale de la propagation pour analyser cette partie de la reponse temporelle. Apres conception et programmation d'un logiciel de propagation modale, on montre que la reponse du chenal est la somme d'un faible nombre de contributions modales elementaires. On montre aussi que, moyennant une hypothese de linearisation dont on discute, la mesure des arrivees de ces contributions permet de remonter a la celerite du milieu en resolvant un probleme inverse. La mesure effective des temps d'arrivee de ces contributions necessite leur isolement sur la reponse temporelle du chenal. On montre que cette separation ne peut pas etre obtenue sur la reponse temporelle mono-recepteur. On remplace alors le recepteur ponctuel par une antenne lineaire verticale pour isoler ces contributions par une operation de filtrage. Le filtrage modal monochromatique classique etant inadapte dans ce cadre, on developpe et expose une methode originale de filtrage plus performante: le filtrage modal bande large. On montre parallelement que cette antenne ameliore legerement la tomographie classique. La definition d'une antenne operationnelle conduit a une antenne technologiquement realiste, le principal probleme a surmonter etant le positionnement de l'antenne qui necessite une base acoustique et des inclinometres. En conclusion, la methode mixte proposee permet d'exploiter en tomographie la totalite du signal recu dans des configurations classiques de chenal simple