Inversion géoacoustique temps réel de signaux large bande par grands fonds (original) (raw)

Inversion géoacoustique temps réel de signaux large bande par grands fonds-5-important travail a été conduit relativement à l'analyse de l'effet Doppler sur des données synthétiques et son impact sur les performances de la méthode d'inversion. Ce travail valide l'intérêt de l'utilisation d'un module de simulation temps réel du signal propagé permettant de rendre compte de l'effet Doppler sur les signaux et de quantifier son impact sur un système de REA acoustique. On a pu ainsi comprendre pourquoi l'inversion des données de la campagne HERACLES n'a pas pu fonctionner parfaitement, et dégager des configurations de simulations pour lesquelles l'inversion pourrait fonctionner, ce qui valorise le principe de la méthode développée et les développements réalisés. s est Paramètres S Sable T Coefficient de transmission V Vase V v Vitesse du vent Z Impédance du fond particulièrement la forme et la nature du fond [Lurton 1998]. Les systèmes acoustiques de mesure des caractéristiques des fonds marins sont majoritairement de type actif et monostatique : écho-sondeur, sondeur multifaisceau, sondeur de sédiment, sonar latéral … Ils émettent un signal sonore ; celui-ci se réfléchi sur le fond, revient vers la surface et est enregistré par une antenne. Si celle-ci est placée au voisinage de la source sonore, on parle de système monostatique. une inversion purement numérique, le modèle direct servant alors uniquement à générer un ensemble de couples (paramètres, données observées). Ce sont ensuite ces données, prises dans le sens (données observées, paramètres), qui vont permettre de trouver le modèle inverse recherché. Les méthodes associées aux appareillages du type suivant : écho-sondeur, sondeur multifaisceau, sondeur de sédiment, sonar latéral sont basées sur l'exploitation de mesures acoustiques directes ou de type monostatique. La simplicité analytique du modèle direct n'a plus d'importance, puisqu'on ne va pas en chercher une expression inverse. Par contre, il doit être rapide puisqu'il va être appelé un certain nombre de fois pour chaque inversion. Dans notre cas la donnée observée est la réponse impulsionnelle du milieu en transmission, obtenue à partir de la mesure de la pression sur le ou les capteurs d'une antenne. Les paramètres à inverser renseignent sur la nature du fond ; ce sont la porosité ou le triplet (vitesse, atténuation et densité) du sédiment. Le modèle direct décrit la façon dont le son se propage en transmission depuis la source jusqu'aux récepteurs [Stéphan 1996]. Ces travaux s'inscrivent donc dans un contexte scientifique de méthode d'inversion indirecte où, à partir de mesures en transmission, on cherche à déterminer les paramètres du fond marins afin de renseigner le besoin de connaissance opérationnel. Avant de spécifier plus finement la méthode d'inversion nécessaire, nous proposons d'analyser plus en détails ce besoin de connaissance. La prédiction des pertes est effectuée par les modèles de propagation, et les paramètres géoacoustiques que nous recherchons sont adaptés à ces modèles. Nous nous sommes donc appuyés sur la modélisation empirique des coefficients de réflexion de Hall-Watson [Etter 1996] [CTSN 1995] [Hall-Watson 1967] fournissant la perte par réflexion au fond en fonction de la porosité du sédiment et couramment utilisée par les analyseurs de performances. Notons que l'objectif opérationnel n'est pas de retrouver le modèle géoacoustique proche de la réalité, mais un ensemble de paramètres suffisants pour prédire correctement les pertes de propagation. C'est la base du concept de milieu équivalent (« through-the sensor approach ») [Demoulin et al 2000] [Le Gac et al 2002]. Dans ce Un volet du plan d'études amont (PEA) de l'EPSHOM est consacré au REA acoustique. Ce volet, qui a débuté en Mars 2006, a pour objectif la réalisation d'un prototype de système d'évaluation rapide de l'environnement océano-acoustique, dans la gamme TBF. Il doit permettre en particulier d'évaluer en temps réel les paramètres d'environnement et en particulier les paramètres géoacoustiques. Les présents travaux se situent en amont du volet REA acoustique. Ils ont pour but de valider la faisabilité d'une méthode d'inversion en temps réel.