Thèse soutenue

Deux approches de l'inversion geoacoutisque : inversion par signaux large bande et approche variationnelle
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Auteur / Autrice : Jean-Claude Le Gac
Direction : Mark Asch
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences : Mécanique. Acoustique
Date : Soutenance en 2003
Etablissement(s) : Toulon
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université du Sud Toulon-Var. UFR de Sciences et Techniques

Mots clés

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Résumé

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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.