Imagerie par interférométrie cohérente en dynamique des fluides

Coherent interferometric imaging in fluid dynamics

• Auteur / Autrice : Etienne Gay
• Direction : Josselin Garnier, Eric Savin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques. Mathématiques appliquées
• Date : Soutenance le 19/09/2019
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mathématiques de Paris centre (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de probabilités, statistique et modélisation (Paris ; 2018-....)
• Jury : Président / Présidente : Agnès Maurel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Xavier ‎Blanc‎, Philippe Pouliguen
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Frédéric Magoulès, Chrysoula Tsogka

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ondes sonores

Interférométrie

Imagerie acoustique

Mots clés libres

Imagerie par interférométrie cohérente

Écoulement aléatoire

Ondes acoustiques

Coherent interferometry imaging

Random flow

Acoustic waves

Résumé

La présente recherche vise à développer des algorithmes d’imagerie par interférométrie cohérente (CINT) pour localiser des sources et des réflecteurs dans des applications impliquant des écoulements. L’imagerie CINT s’est avérée efficace et statistiquement stable dans des milieux inhomogènes au repos, où les techniques classiques d’imagerie, telles que la migration de Kirchhoff (KM), peuvent éventuellement échouer en raison de leur manque de robustesse statistique. Nous visons à étendre ces méthodes aux milieux en mouvement inhomogènes, car elles concernent l’aéroacoustique, l’acoustique atmosphérique et sous-marine, la propagation des infrasons, voire l’astrophysique. Dans ce rapport de thèse, nous abordons à la fois le problème direct de la modélisation de la propagation des ondes acoustiques dans un écoulement ambiant hétérogène et aléatoire, et le problème inverse de la recherche de la position de sources ou de réflecteurs par l'algorithme CINT mis en œuvre avec les traces des ondes acoustiques qui ont traversé l’écoulement.

The present research is aimed at developing coherent interferometric (CINT) imaging algorithms to localize sources and reflectors in applications involving fluid flows. CINT imaging has been shown to be efficient and statistically stable in quiescent cluttered media where classical imaging techniques, such as Kirchhoff’s migration (KM), may possibly fail due to their lack of statistical robustness. We aim at extending these methods to inhomogeneous moving media, for it has relevance to aero-acoustics, atmospheric and underwater acoustics, infrasound propagation, or even astrophysics. In this thesis report we address both the direct problem of modeling the propagation of acoustic waves in a randomly heterogeneous ambient flow, and the inverse problem of finding the position of sources or reflectors by the CINT algorithm implemented with the traces of the acoustic waves that have travelled through the flow.