Encadrement

• Directeurs : P. Lasaygues et L. Brancheriau (CIRAD Montpellier)
• Organisme rémunérant : Allocation MESR

Jury

• Guy FEUILLARD, Professeur des Universités, INSA Centre Val de Loire, Rapporteur
• Joseph GRIL, Directeur de Recherche, LMGC-CNRS, Rapporteur
• Valérie KAFTANDJIAN, Maître de Conférence, INSA Lyon, Examinatrice
• Emmanuel LE CLEZIO, Professeur des Universités, Université de Montpellier II, Examinateur
• Flavio PRIETO, Professeur, Université Nationale de la Colombie, Invité
• Philippe LASAYGUES, Ingénieur de Recherche, LMA-CNRS, Directeur de thèse
• Loic BRANCHERIAU, Chargé de Recherche, CIRAD, Directeur de thèse

Résumé

La tomographie acoustique est une méthode d’imagerie permettant de réaliser des cartographies bidimensionnelles des objets en fonction des paramètres des ondes élastiques de basse fréquence (<20 kHz). Dans le cas spécifique de la tomographie des arbres, les images obtenues sont proportionnelles à la vitesse (ou à la lenteur) de propagation des ondes selon un plan de coupe. La qualité des images, et la capacité associée de l’analyser et d’interpréter les phénomènes d’interaction onde/arbre, dépendra de plusieurs facteurs : la fréquence des ondes émises, le rapport signal sur bruit des signaux, le nombre de capteurs et l’algorithme de reconstruction. Les images couramment obtenues avec les appareils commerciaux possèdent une résolution spatiale faible (de l’ordre de quelques centimètres) ; les images étant parfois difficiles à interpréter. La résolution spatiale est limitée par l’utilisation d’une gamme de fréquence proche de l’audible, un faible nombre de sondes et la non-prise en compte des propriétés du matériau. Le phénomène physique de propagation est imparfaitement modélisé pour prendre en compte l’anisotropie et l’hétérogénéité du matériau. À ce jour, il n’existe pas d’appareils de terrain utilisant les ultrasons, spécialement adaptés à l’imagerie des arbres sur pied. Tenant compte des limitations évoquées, on présente ici deux études qui améliorent la qualité des images tomographiques. Dans un premier temps, nous comparons des méthodes de traitement du signal pour la mesure du temps de propagation. L’approche développée a permis de sélectionner les méthodes de traitement du signal en caractérisant les erreurs systématiques et aléatoires induites en fonction du niveau de bruit. Dans un deuxième temps, une étude numérique de la robustesse d’algorithmes de reconstruction est proposée. Deux nouveaux algorithmes de reconstruction sont présentés et comparés à deux algorithmes classiques utilisés dans les systèmes commerciaux. L’idée est d’axée la comparaison des méthodes sur des critères liés aux contraintes expérimentales (faible nombre de sondes sous des conditions de bruit) et aux exigences techniques (faible temps de calcul).