Caractérisation non destructive par ultrasons de microatolls coralliens : Modélisation numérique et expérimentale

Nom des proposant
Philippe Lasaygues - LMA (lasaygues@lma.cnrs-mrs.fr) / Tel : +33 (0)484 524 283
Collaborations
Jennifer Weil Accardo - Centre Européen de Recherche et d’Enseignement des Géosciences de l’Environnement, CEREGE
Cécile Baron - Institut de Recherche sur les Phénomènes Hors Équilibre, IRPHE

Résumé
L’augmentation globale du niveau des mers et des océans, conséquence du changement climatique, fait peser de nombreuses menaces sur la population mondiale, particulièrement pour les régions côtières.
L’accumulation de données sur le niveau marin est capitale pour une meilleure évaluation du dérèglement climatique, mais du fait des variations hétérogènes spatialement, acquérir des données à l’échelle globale est nécessaire. [voir plus de détails dans le fichier joint]

C'est dans ce cadre que le projet est proposé. Le travail est décomposé en 2 actions complémentaires. Premièrement, un modèle numérique "jumeaux" des premières expériences sera développé avec ComsolTM multiphysics, permettant (1) de reproduire les signaux observés, et (2) de tester plusieurs configurations acoustiques en termes de forme d’onde, de fréquences et de puissances. L’objectif est de comprendre les phénomènes physiques mis en jeu lorsqu'une onde acoustique se propage dans un microatoll corallien. Cet outil de simulation numérique permettra aussi d’adapter différentes géométries de microatolls pour in fine appréhender une exploration de terrain.

Deuxièmement, et pour valider les modélisations et les simulations numériques, des essais expérimentaux parallèles seront entrepris sur des échantillons prélevés, particulièrement sur une tranche de microatoll à l’échelle 1, et sur de plus petites pièces découpées permettant une étude multi-échelle et multi-physique, en associant des instruments de laboratoire tels que les scanners d’imagerie et d’interférométrie ultrasonore et le nano indenteur du LMA, et le nano-microtomographe X de la Fédération Fabri de Peiresc. Ces moyens permettront d’expérimenter plusieurs configurations, de produire des cartographies ultrasonores en mode B, et d’évaluer les propriétés physiques (masses volumiques) et acoustiques (vitesses et atténuations des ondes) de microatolls coralliens.

Résultats attendus : À notre connaissance, ce projet serait un premier transfert interdisciplinaire entre l’imagerie acoustique utilisée en médecine et en géophysique, et pour laquelle le LMA est spécialiste, et l’étude des microatolls coralliens ; écosystèmes marins, véritables "traducteurs" de la dynamique des océans et de l’impact du changement climatique. Ce travail reposera sur une étude bibliographique précise, sur la mise en œuvre d’un outil de simulation numérique "jumeau" d'un sondage acoustique réaliste, et discutera des cartographies ultrasonores réalisées sur des pièces réelles. Nous prévoyons sur l’année 2024 voire 2025, a minima, une communication dans un congrès et la publication d’un article dans une revue à comité de lecture.

Financement du stage : par l'Institut "Sciences de l'Océan", suivant la réglementation en vigueur.

Plus de détails (contexte du sujet) dans le fichier joint :