LMA - Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique

G. Real - Décohérence des signaux acoustiques en milieu marin fluctuant : étude théorique et expérimentale des phénomènes physiques et recherche de traitements correctifs

Amphithéâtre François Canac, LMA

Le 12 novembre 2015 à 14h00

L’objectif des travaux de thèse est ici l’étude de l’influence des fluctuations spatio-temporelles du milieu marin sur la propagation acoustique. Des dégradations des systèmes sonar sont en effet remarquées sous des conditions qu’il s’agira de reproduire de manière représentative à échelle réduite (en cuve instrumentée). L’étude théorique de ces phénomènes ainsi que la mise en avant du besoin de traitements correctifs adaptés à la physique sont également visés.

Encadrement

  • Directeur : D. Habault
  • Encadrant industriel : X. Cristol (Thales Underwater Systems)
  • Tuteur DGA : D. Fattaccioli (DGA Tn)
  • Organisme rémunérant : Bourse CIFRE Défense

Jury

  • William A. Kuperman, Professor, SCRIPPS Institute of Oceanography, University of California San Diego (Rapporteur)
  • Philippe Blanc-Benon, Directeur de Recherche, LMFA CNRS UMR 5509, Lyon (Rapporteur)
  • Philippe Roux, Directeur de Recherche, ISTerre, CNRS UMR 5275, Grenoble (Examinateur)
  • Dominique Fattaccioli, Expert technique, DGA TN, Toulon (Examinateur)
  • Xavier Cristol, Ingénieur de Recherche, Thales Underwater Systems, Sophia-Antipolis (Encadrant entreprise/Invité)
  • Jean-Pierre Sessarego, Directeur de Recherche, LMA CNRS UPR 7051 (Invité)
  • Dominique Habault, Directeur de Recherche, LMA CNRS UPS 7051 (Directrice de thèse)

Résumé

Les travaux de thèse s’articulent autour de l’étude de l’influence des fluctuations du milieu marin sur la propagation acoustique. Les ondes internes, notamment, sont responsables des fluctuations spatio-temporelles du profil de célérité du son dans l’eau et entrainent des distorsions du champ acoustique et des dégradations des performances des systèmes sonar associés. Historiquement, le sujet de propagation d’ondes en milieu aléatoire a été étudié dans divers domaines scientifiques (optique classique et astronomique, propagation d’ondes dans l’atmosphère, acoustique sous-marine, imagerie médicale). Par ailleurs, des études menées par Thales Underwater Systems (TUS) et la Délégation Générale de L’Armement – Techniques Navales (DGA-TN) ont permis de mettre en avant, de manière théorique et au travers de simulations, l’influence de ces phénomènes en termes de limites de performances des systèmes sonar. Trois parties majeures peuvent se détacher : dans un premier temps, une extension des études théoriques menées par TUS et DGA-TN des milieux fluctuants 2D aux milieux 3D est proposée, mettant en avant la validité de la théorie de classification en régimes de fluctuations. Le développement d’un protocole expérimental à échelle réduite permettant d’obtenir des résultats représentatifs de situations réalistes est, par la suite, un objectif primordial des travaux de thèse. Ainsi, une onde ultrasonore est transmise au travers de lentilles acoustiques présentant une face d’entrée plane et une face de sortie aléatoirement rugueuse, engendrant des distorsions comparables à ce qui pourrait être mesuré en mer dans le cas d’une onde sonore se propageant au travers d’un champ d’ondes internes. Chaque lentille est caractérisée par l’amplitude et les échelles de corrélation des fluctuations de la face rugueuse, donnant lieu à une classification en différents régimes de fluctuation (théorie de S.M.Flatté).
Une correspondance entre ces régimes de fluctuation observés en cuve et configuration en milieu réel est proposée à l’aide, notamment, du calcul du noyau de sensibilité de la phase du champ acoustique propagé au travers de la lentille choisie.

Le calcul de la fonction de cohérence le long d’une antenne verticale linéaire permet de mesurer la dégradation induite par les fluctuations. Enfin, divers algorithmes de détection/localisation sont testés et les dégradations de leurs performances sont étudiées, ce qui renforce l’idée que des traitements correctifs adaptés à la physique sont nécessaires. Des pistes de réflexion sur ces traitements sont proposées.

Voir en ligne : Page personnelle de Gaultier Real

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