Mesure et compensation de bâtiments navals à l’aide de capteurs magnétiques trois composantes

Ranging and compensation of ships using three components magnetic sensors

• Auteur / Autrice : Paul Calou
• Direction : Marc Munschy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géophysique
• Date : Soutenance le 20/09/2019
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la Terre et Environnement (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de physique du globe (Strasbourg ; 1997-2020)
• Jury : Président / Présidente : Luc Hebrard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vinciane Chereau, Jean-Jacques Periou
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pascal Tarits, Didier Trichet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Géophysique marine

Propriétés magnétiques

Navires

Géomagnétisme

Mots clés libres

Géomagnétisme

Compensation

Magnétisme du navire

Aimantation

Couche équivalente

Inversion

Immunisation en boucle fermée

Geomagnetism

Ship’s magnetic signature

Magnetization

Equivalent layer

Inverse methods

Closed loop degaussing system

Résumé

Cette thèse s’établit à la frontière du géomagnétisme et du magnétisme du navire, deux disciplines proches mais dont les habitudes diffèrent. Dans un premier temps, on présente les spécificités de chaque domaine en introduisant les principales notions clés ainsi que le type de mesure mis en oeuvre pour chaque domaine et les géométries d’acquisition. On vérifie également la validité des approximations utilisées dans les cas de figure rencontrés. Dans un deuxième temps (chapitre 2 et 3) on détaille le lien mathématique possible entre l’anomalie scalaire utilisée en géophysique et les trois composantes du champ d’anomalie. Le chapitre 4 résume les travaux expérimentaux réalisés, on présente le banc de test utilisé ainsi que les résultats obtenus sur données synthétiques et réelles pour la problématique de réglages des boucles d’immunisation. Dans le chapitre 5, une nouvelle approche concernant l’immunisation en boucle fermée pour un navire est présentée. On montre également un exemple de compensation réalisée sur un vrai navire à l’aide de capteurs embarqués. La thèse se termine avec le chapitre 6 qui est un article soumis à une revue scientifique synthétisant les problématiques de la thèse.

This PhD thesis aims to apply geophysical practices to another magnetic branch which deals with ship’s signature and magnetization with different methods and habits. Firstly, we present the specificity and practices of each domain, introducing the key notions as well as the differences between each kind of measurement. We check the validity of the approximation corresponding to total-field magnetic anomalies in the particular case of our measurements. In a second time, chapter 2 and 3, a mathematical relation is demonstrated between the scalar anomaly and the three components of the anomaly field based on the equivalent layer method. Chapter 4 summarize the experimental work, focusing on the determination of the best electrical current to compensate the ship’s magnetic signature. The experimental system is presented as well as the main results obtained. In chapter 5, a new approach for closed loop degaussing system is presented, based on a compensation algorithm. We also show some results obtained thanks to the compensation with three-component magnetometers onboard a real ship. Chapter 6 corresponds to an article submitted to a scientific journal (IEEE) that summarize most of the problematics of the thesis.