Contribution à l'interprétation géoacoustique de la rétrodiffusion des fonds marins : influence de la stratification, des inclusions et de la porosité

A contribution to geoacoustical interpretation of seafloor backscattering : influence of stratification, inclusions and porosity

• Auteur / Autrice : Laurent Guillon
• Direction : Jean-François Allard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géophysique interne
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Le Mans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Stratigraphie

Sédiments marins

Matériaux poreux

Rétrodiffusion

Acoustique sous-marine

Résumé

Les sondeurs multifaisceaux grands fonds basse frequence (13 khz) permettent d'obtenir simultanement la bathymetrie et la reflectivite acoustique de larges zones. Dans un tel contexte de caracterisation des fonds, la grandeur pertinente utilisable est l'indice de retrodiffusion angulaire. L'interpretation des donnees experimentales a l'aide des modeles classiques est parfois sujette a des ambiguites, principalement dues a la penetration du signal dans le volume sedimentaire. L'objectif de cette these est de proposer differentes approches permettant de mieux comprendre les liens existant entre l'acoustique et la geologie. La stratification des premiers metres de sediment est modelisee via l'indice de retrodiffusion ramene, base sur des modeles classiques de retrodiffusion et la propagation d'ondes planes dans un milieu multicouche. Les effets de l'enfouissement, de la refraction et de l'attenuation affectant les diverses contributions sont pris en compte ainsi que la presence eventuelle de variations continues des parametres acoustiques. L'utilisation de ce modele conjointement a une analyse geotechnique detaillee permet de lever certaines ambiguites d'interpretation. La presence d'inclusions de dimensions non negligeables vis-a-vis de la longueur d'onde est modelisee a l'aide de la diffusion par des cibles spheriques. La comparaison avec des donnees experimentales, provenant tant de mesures en laboratoire que d'enregistrements du sondeur, montre la capacite de cette approche a decrire correctement l'evolution angulaire et l'ordre de grandeur des indices de retrodiffusion. L'interet d'utiliser la theorie de biot pour decrire le comportement acoustique des sables sedimentaires a ete etudie. Certains des parametres mis en jeu ont ete mesures en utilisant des dispositifs experimentaux developpes en acoustique aerienne. Les mesures de vitesses du son dans les sables satures d'eau ont mis en evidence la dispersion des ondes due a la diffusion par les grains. L'onde lente n'a pas pu etre visualisee. L'utilisation de cette theorie pour decrire la propagation des ondes dans les sediments marins non consolides est sans doute moins necessaire que la prise en compte des effets d'inhomogeneites de volume.