Thèmes de recherche actuels :
1) Traitement du signal et imagerie Ultrasonore
2) Traitement du signal et physique des ondes pour la
connaissance et la surveillance de l'environnement
Axes de recherche :
Techniques
d'émission en imagerie ultrasonore, émissions codées
Formation
d'images ultrasonores par traitement d'antenne
Estimation du
mouvement en imagerie US
Ondes Ultra
Basse Fréquences (1-100 Hz)
Tomographie
Acoustique Océanique Haute Résolution
--------------------------------------
Thème 1 :Traitement
du signal et imagerie Ultrasonore
En construction ...
------------------------------------
Thème
2 : Traitement du signal et physique des ondes
pour la connaissance et la surveillance de l'environnement
Ondes Ultra Basse Fréquences (1-100 Hz) : Collaboration
Gipsa :
J. Bonnel, G. Le Touzé, J. Mars, J-L. Lacoume
Collaboration extérieures : DGA,
D. Fattaccioli, MPL-Scripps,
S.
Walker.
Les
ondes UBF constituent une source d'information importante tant par
le nombre de sources émettant dans cette gamme de fréquence
(navires, sous-marins, mammifères marins, transducteurs) que par
l'information apportée par leur propagation dans le milieu
(interaction avec le fond, avec les structures internes de
l'océan). L'étude des ondes UBF et le développement de méthodes,
basées sur la physique des ondes et qui leur sont dédiées,
permettent d'améliorer la connaissance et la surveillance du
milieu océanique.
Dans ce cadre, différentes méthodes de localisation et
d'indentification du milieu ont été proposées et validées sur des
données simulées et réelles. Ces méthodes, utilsant un ou
plusieurs capteurs, tirent profit du caractère modal de la
propogation. Certaines d'entres elles s'appuient par ailleurs sur
une représentation temps fréquence adaptée à la physique de la
propagation.
Les différentes méthodes développées sont :
Identification de
l'environnement à partir d'une antenne horizontale de
capteurs et de la transformée fréquence - nombre d'onde
(fk) [Thèse_Nicolas]
Localisation de
source en profondeur à partir
d'une antenne horizontale
de
capteurs par filtrage modal dans le plan fk [Thèse_Nicolas]
Méthodes de
localisation de source en distance et profondeur à partir
d'un unique capteur et de la représentation
temps-fréquence adaptée au guide d'onde de Pekeris. [Thèse_LeTouzé]
Identification de
l'environnement à
partir d'un unique capteur et de l'extraction des temps
d'arrivée des modes, utilisation du warping temporel et
fréquentiel adapté au guide parfait. [Thèse_Bonnel]
Tomographie
Acoustique Océanique Haute Résolution : Collaboration
Gipsa : J.
Mars, I. Iturbe Collaboration
extérieures : LGIT,
P.
Roux et J. Virieux.
D'après
Munk et al [Munk95] , “La tomographie consiste, à partir d'une
mesure précise du temps de trajet ou d'autres propriétés de la
propagation acoustique, à prédire l'état de l'océan traversé par
un champ acoustique. Munk et al. insistent ici sur le fait que les
temps de trajet (ou temps d'arrivée) ainsi que d'autres paramètres
acoustiques mesurables (comme la phase ou l'amplitude) sont
fonctionds de la température, de la vitesse des ondes dans l'eau
ou d'autres paramètres océanographiques intéressants.
La première tache à réaliser est donc de choisir les
meilleures observables possibles et à les mesurer le plus
précisement possible. Ensuite, une fois ces observables extraites,
un modèle direct liant les observables aux paramètres physiques à
estimer doit etre construit. Enfin, à partir des observables et du
modèle direct, la résolution du problème inverse permet
l'estimation des paramètres physiques comme la carte
spatio-temporelle de la distribution de température dans une
tranche d'océan.
En collaboration étroite avec
le LGIT, nous avons proposés des avancées dans les 2 premières
étapes :
Extraction des observables par double formation de
voies (D-FV)
Modélisation du problème direct grâce aux Noyaux de
Sensibilité du Temps de Propagation, basés sur
l'approximation de Born au 1er ordre.
Ces apports ont été testés
et validés sur des données simulées et sur des données
petites-échelles acquises au LGIT. Nous avons ainsi pu mettre en
évidence un phénomène de convection et localiser précisement, au
niveau spatial et temporel, son évolution.
Détection
par barrières acoustiques : Collaboration
extérieures : LGIT,
P.
Roux et C. Marandet,
Siplab,
S. Jesus
Les
travaux concernant la détection et la localisation passives de
sources utilisent généralement le principe de rétrodiffusion,
c’est à dire d’une antenne qui émet puis enregistre le signal
réfléchi par la cible. Les méthodes proposées dans ce cadre,
basées sur les notions établies de Matched Field Processing ou
de Décomposition de l’Opérateur de Retournement Temporel
permettent une bonne détection mais nécessitent une connaissance
très précise de l’environnement pour réaliser une localisation
satisfaisante ce qui n’est pas toujours le cas en pratique. Nous
proposons une méthode de détection / localisation non plus en
rétrodiffusion mais en transmission, c’est à dire à partir
d’une antenne d’émission et d’une antenne de réception formant
ainsi une barrière acoustique.
Malgré le grand nombre d’interactions entre traiteurs de
signaux et acousticiens, ce thème de recherche
(détection/localisation en transmission) a été relativement peu
étudié par le passé et nous collaborons activement avec le LGIT
pour proposer des avancées dans ce domaine.
La méthode proposée s'appuie sur les variations d'amplitudes
des différentes arrivées en présence de cibles. Ces variations
d'amplitude, mesurées par double formation de voies entre 2
antennes d'émetteurs-recepteurs, sont ensuite reliées à des
variations d'impédance acoustique par l'intermédiaire de noyaux de
sensibilité basés sur l'approximation de Born. L'inversion du
système obtenu permet alors de localiser précisement la cible dans
le milieu.