Modèles théoriques et mesures de la diffusion du rayonnement électromagnétique dans le domaine optique et radar par des sols avec des surfaces lisses et rugueuses

Modèles théoriques et mesures de la diffusion du rayonnement électromagnétique dans le domaine optique et radar par des sols avec des surfaces lisses et rugueuses PDF Author: Daniela Despan
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Languages : fr
Pages : 327

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DANS LA PREMIERE PARTIE DE LA THESE UN MODELE THEORIQUE ORIGINAL POUR L'INFLUENCE DE LA RUGOSITE SUR LES PROPRIETES DE REFLECTANCE BIDIRECTIONNELLE OPTIQUE DES SOLS EST PROPOSE ET VALIDE PAR DES MESURES DANS LE LABORATOIRE SUR DES SURFACES ALEATOIRES AVEC STATISTIQUE RIGOUREUSEMENT CONTROLEE ET CONNUE. NOUS INDIQUONS COMMENT DES LOIS D'INVARIANCE AFFINE PEUVENT ETRE EXPLOITEE DANS LA QUANTIFICATION DES PROPRIETES DE REFLECTANCE DES SURFACES NATURELLES. IL EST SUFFISANT DE SIMULER CES PROPRIETES POUR UN NOMBRE RESTREINT MAIS REPRESENTATIF DE PROFILES CANONIQUES. CETTE METHODE POURRAIT CONSTITUER UN OUTIL PUISSANT DE CLASSIFICATION ET CARACTERISATION GEOMORPHOLOGIQUE DES SURFACES NATURELLES A PARTIR DE LEURS PROPRIETES DE REFLECTANCE. LA DEUXIEME PARTIE EST CONSACREE A L'ANALYSE DE LA LIAISON ENTRE LE PROFIL D'HUMIDITE D'UN SOL, LA RUGOSITE DE SURFACE ET LA PHASE DU SIGNAL RADAR RETRODIFFUSE. DANS LE CAS DES SURFACES LISSES UNE RELATION DETERMINISTE EST TROUVEE THEORIQUEMENT ET VERIFIEE EXPERIMENTALEMENT, ENTRE LA PHASE ET LES VALEURS DU TAUX D'HUMIDITE ET DU GRADIENT DE TAUX D'HUMIDITE DANS LES COUCHES SUPERIEURES DU SOL. NOUS MONTRONS L'IMPORTANCE DE LA NON-HOMOGENEITE DU PROFIL D'HUMIDITE POUR LA VALEUR DE LA PHASE DU CHAMP RETRODIFFUSE. DANS LE CAS DES SURFACES RUGUEUSES LA PHASE EST UNE VARIABLE ALEATOIRE ET NOUS ETUDIONS SA STATISTIQUE. NOUS INTRODUISONS LE MODELE DES ONDES ELEMENTAIRES INDEPENDANTES QUI MONTRE QUE L'ORIGINE DE LA DECORRELATION DANS LA SITUATION EXPERIMENTALE ANALYSEE EST LA DIFFUSION DANS LE VOLUME. NOUS ANALYSONS DES DONNEES EXPERIMENTALES DE RETRODIFFUSION RADAR SUR DES ECHANTILLONS DE SOLS DE SURFACES RUGUEUSES AVEC DIFFERENTS PARAMETRES DE RUGOSITE ET DIFFERENTS PROFILS D'HUMIDITE, ET NOUS TROUVONS UN ACCORD QUALITATIF AVEC NOS APPROCHES THEORIQUES. LES RESULTATS OBTENUS OFFRENT LA POSSIBILITE DES ETUDES CONJOINTES ET SYNERGIQUES DE CARACTERISATION DES SURFACES DES SOLS. NOUS DISCUTONS COMMENT LA COMPLEMENTARITE DES METHODES OPTIQUES ET RADAR PEUT ETRE EXPLOITEE POUR L'EXTRACTION DE L'INFORMATION SUR LE PROFIL DE RUGOSITE ET SUR LA DISTRIBUTION D'HUMIDITE DANS LES COUCHES SUPERIEURES DU SOL

Modèles théoriques et mesures de la diffusion du rayonnement électromagnétique dans le domaine optique et radar par des sols avec des surfaces lisses et rugueuses

Modèles théoriques et mesures de la diffusion du rayonnement électromagnétique dans le domaine optique et radar par des sols avec des surfaces lisses et rugueuses PDF Author: Daniela Despan
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Languages : fr
Pages : 327

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DANS LA PREMIERE PARTIE DE LA THESE UN MODELE THEORIQUE ORIGINAL POUR L'INFLUENCE DE LA RUGOSITE SUR LES PROPRIETES DE REFLECTANCE BIDIRECTIONNELLE OPTIQUE DES SOLS EST PROPOSE ET VALIDE PAR DES MESURES DANS LE LABORATOIRE SUR DES SURFACES ALEATOIRES AVEC STATISTIQUE RIGOUREUSEMENT CONTROLEE ET CONNUE. NOUS INDIQUONS COMMENT DES LOIS D'INVARIANCE AFFINE PEUVENT ETRE EXPLOITEE DANS LA QUANTIFICATION DES PROPRIETES DE REFLECTANCE DES SURFACES NATURELLES. IL EST SUFFISANT DE SIMULER CES PROPRIETES POUR UN NOMBRE RESTREINT MAIS REPRESENTATIF DE PROFILES CANONIQUES. CETTE METHODE POURRAIT CONSTITUER UN OUTIL PUISSANT DE CLASSIFICATION ET CARACTERISATION GEOMORPHOLOGIQUE DES SURFACES NATURELLES A PARTIR DE LEURS PROPRIETES DE REFLECTANCE. LA DEUXIEME PARTIE EST CONSACREE A L'ANALYSE DE LA LIAISON ENTRE LE PROFIL D'HUMIDITE D'UN SOL, LA RUGOSITE DE SURFACE ET LA PHASE DU SIGNAL RADAR RETRODIFFUSE. DANS LE CAS DES SURFACES LISSES UNE RELATION DETERMINISTE EST TROUVEE THEORIQUEMENT ET VERIFIEE EXPERIMENTALEMENT, ENTRE LA PHASE ET LES VALEURS DU TAUX D'HUMIDITE ET DU GRADIENT DE TAUX D'HUMIDITE DANS LES COUCHES SUPERIEURES DU SOL. NOUS MONTRONS L'IMPORTANCE DE LA NON-HOMOGENEITE DU PROFIL D'HUMIDITE POUR LA VALEUR DE LA PHASE DU CHAMP RETRODIFFUSE. DANS LE CAS DES SURFACES RUGUEUSES LA PHASE EST UNE VARIABLE ALEATOIRE ET NOUS ETUDIONS SA STATISTIQUE. NOUS INTRODUISONS LE MODELE DES ONDES ELEMENTAIRES INDEPENDANTES QUI MONTRE QUE L'ORIGINE DE LA DECORRELATION DANS LA SITUATION EXPERIMENTALE ANALYSEE EST LA DIFFUSION DANS LE VOLUME. NOUS ANALYSONS DES DONNEES EXPERIMENTALES DE RETRODIFFUSION RADAR SUR DES ECHANTILLONS DE SOLS DE SURFACES RUGUEUSES AVEC DIFFERENTS PARAMETRES DE RUGOSITE ET DIFFERENTS PROFILS D'HUMIDITE, ET NOUS TROUVONS UN ACCORD QUALITATIF AVEC NOS APPROCHES THEORIQUES. LES RESULTATS OBTENUS OFFRENT LA POSSIBILITE DES ETUDES CONJOINTES ET SYNERGIQUES DE CARACTERISATION DES SURFACES DES SOLS. NOUS DISCUTONS COMMENT LA COMPLEMENTARITE DES METHODES OPTIQUES ET RADAR PEUT ETRE EXPLOITEE POUR L'EXTRACTION DE L'INFORMATION SUR LE PROFIL DE RUGOSITE ET SUR LA DISTRIBUTION D'HUMIDITE DANS LES COUCHES SUPERIEURES DU SOL

VALIDATION DE MODELES DE DIFFUSION ELECTROMAGNETIQUE

VALIDATION DE MODELES DE DIFFUSION ELECTROMAGNETIQUE PDF Author: LOUIS.. RAKOTOARIVONY
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Pages : 175

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LA THESE S'INSCRIT DANS LE CADRE DES TRAVAUX MENES EN TELEDETECTION EN VUE D'ETUDIER LA POSSIBILITE DE LA MESURE DES PARAMETRES HUMIDITE ET RUGOSITE DES SOLS AGRICOLES PAR L'IMAGERIE RADAR SPATIALE HYPERFREQUENCE. CE TRAVAIL PORTE SUR L'ETUDE DE LA CAPACITE DE DEUX MODELES THEORIQUES RECENTS A REPRODUIRE LA DIFFUSION D'ONDES ELECTROMAGNETIQUES PAR LES SURFACES AGRICOLES DE SOL NU: LE MODELE DE KONG'1984 POUR LES SURFACES TRES RUGUEUSES ET IEM (INTEGRAL EQUATION MODEL, FUNG'1991) POUR LES SURFACES LISSES ET MOYENNEMENT RUGUEUSES. CES MODELES TENANT COMPTE DE L'HUMIDITE ET ETANT CAPABLES D'INTEGRER DIFFERENTES ECHELLES SPATIALES DE RUGOSITE DE LA SURFACE (MOTTES ET SILLONS) SONT LES PLUS ADAPTES AUX SURFACES AGRICOLES MAIS LEUR REELLE VALIDITE N'A PAS ENCORE ETE PROUVEE. CETTE ETUDE DE VALIDATION S'APPUIE SUR LA COMPARAISON ENTRE SIMULATIONS ET MESURES PAR RADAR HELIPORTE ACQUISES LORS DE DEUX CAMPAGNES ORGEVAL 89 ET PAYS DE CAUX 94, SUR DEUX REGIONS AGRICOLES DIFFERENTES. LES RESULTATS OBTENUS ONT MONTRE QUE SUR DES SURFACES AGRICOLES TRES RUGUEUSES, ON OBTIENT UNE GRANDE DISPERSION DU COEFFICIENT DE RETRODIFFUSION RADAR MESURE, ET LE MODELE DE KONG NE DONNE QUE LA TENDANCE DE LA VARIATION DE CE TERME AVEC L'ANGLE D'INCIDENCE. LE MODELE N'A PAS PU ETRE VALIDE SUR UNE BASE DE DONNEES ASSEZ IMPORTANTE. LE MODELE IEM SIMULE CORRECTEMENT LE COEFFICIENT DE RETRODIFFUSION RADAR DANS UN DOMAINE DE VALIDITE RESTREINT (SURFACES LISSES). NOUS AVONS ETABLI CE DOMAINE DE VALIDITE EN TERME DE CARACTERISTIQUE DE LA SURFACE KS (ECART TYPE DES HAUTEURS DE LA SURFACE NORMALISE PAR LE NOMBRE D'ONDE RADAR) ET D'ANGLE D'INCIDENCE DE L'ONDE RADAR. DANS SON DOMAINE DE VALIDITE, LE MODELE IEM DEMEURE UN OUTIL DE SIMULATION INTERESSANT POUR LES ETUDES EN TELEDETECTION HYPERFREQUENCES RADAR

Modélisation et mesure de l'interaction d'une onde électromagnétique avec une surface océanique. Application à la détection et à la caractérisation radar de films d'hydrocarbures

Modélisation et mesure de l'interaction d'une onde électromagnétique avec une surface océanique. Application à la détection et à la caractérisation radar de films d'hydrocarbures PDF Author: Aymeric Mainvis
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Les instruments, satellites ou systèmes aéroportés, actuellement utilisés pour la détection et la caractérisation d'hydrocarbure sur la mer sont basés sur des moyens optiques ou radars. Ces moyens présentent une performance dégradée due à une fréquence encore trop importante de fausses alarmes ou à un temps de traitement des données trop conséquent. Les méthodes de détection, d'identification et de quantification des fuites d'hydrocarbures offshores peuvent donc être améliorées en associant robustesse et réactivité. Cette amélioration suppose une compréhension approfondie des phénomènes océanographiques et électromagnétiques à l'œuvre dans cette scène particulière. La thèse s'appuie sur des données regroupant des images optiques et SAR aéroportées ou satellites ainsi que des mesures réalisées en laboratoire. Ce jeu de données permet de vérifier la cohérence des résultats obtenus par modélisation. L'objectif de la thèse est de distinguer une surface de mer polluée d'une surface de mer propre à l'aide de la signature électromagnétique de la surface totale puis de détailler le type et la quantité d'hydrocarbure présent. La thèse se divise en deux domaines, à savoir modélisation océanographique et modélisation électromagnétique. La modélisation océanographique intègre la simulation de la surface rugueuse imitant une surface de mer propre, et polluée. Cette surface de mer doit être générée sur une superficie importante et doit conserver une résolution restituant les petites vagues avec un temps de génération minimal. La partie électromagnétique est centrée sur les modèles asymptotiques de diffusion des ondes électromagnétiques par une interface rugueuse. Ces modèles sont adaptés au contexte de la thèse, complexité de la scène et rapidité du traitement, mais nécessitent plusieurs hypothèses pour être appliqués.

Modifications des modèles de diffusion pour une meilleure compréhension de la mesure radar sur les sols agricoles nus

Modifications des modèles de diffusion pour une meilleure compréhension de la mesure radar sur les sols agricoles nus PDF Author: Aurélie Le Morvan
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Pages : 145

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Cette thèse s’est déroulée au LATMOS/OVSQ. La télédétection radar a déjà montré son fort potentiel dans la caractérisation des états de surface et des processus hydriques. La connaissance de ces paramètres est d’un intérêt fondamental pour mieux quantifier et prévoir la répartition des pluies ainsi que pour modéliser l’érosion des sols. Plusieurs modèles ont déjà été développés (empiriques, analytiques, numériques) mais présentent encore des limitations dans la compréhension du comportement du signal radar. L’objectif de cette thèse est d’apporter des améliorations dans la modélisation de la rétrodiffusion et la description des sols agricoles nus, à l’aide de mesures terrain et d’images radar SAR. Nous avons considéré un profil d’humidité en introduisant un aspect multicouche et utilisé le modèle IEM. Nous avons montré qu’une humidité constante sur les premiers centimètres de la surface ne reflète pas la réalité terrain. Nous avons ensuite pris en compte les poches d’air présentes dans la structuration du sol en redéfinissant la constante diélectrique par l’introduction d’un composé air/sol. Ces développements ont permis de contribuer à l’amélioration des résultats de la simulation, de mieux comprendre le comportement du signal radar et les variations du coefficient linéaire liant le coefficient de rétrodiffusion à l’humidité du sol. Enfin, nous avons effectué une représentation plus réaliste des sols agricoles en incluant des mottes de terre sur les profils. A partir d’un modèle de diffusion électromagnétique numérique, basé sur la méthode des moments, nous avons étudié leur influence sur le coefficient de rétrodiffusion

DEVELOPMENT OF NEW METHODS OF ROUGHNESS MODELISATION FOR SOIL SURFACE BACKSCATTERING

DEVELOPMENT OF NEW METHODS OF ROUGHNESS MODELISATION FOR SOIL SURFACE BACKSCATTERING PDF Author: Mehrez Zribi
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Pages : 185

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LA TELEDETECTION HYPERFREQUENCE DEVRAIT PERMETTRE DE MESURER LES VARIABLES DECRIVANT L'ETAT DU SOL (L'HUMIDITE ET LA RUGOSITE) A PARTIR DU SIGNAL RADAR. AINSI, DES MODELES THEORIQUES ET EMPIRIQUES ONT ETE DEVELOPPES DANS LE BUT D'ETUDIER LA RETRODIFFUSION PAR DES SURFACES RUGUEUSES TEL QUE LE SOL. BIEN QUE COMPLEXES, CES MODELES ONT ENCORE UN DOMAINE DE VALIDITE RESTREINT. DE PLUS, LA DESCRIPTION GEOMETRIQUE DE LA SURFACE DU SOL, FONDEE HABITUELLEMENT SUR LA DESCRIPTION STATISTIQUE CLASSIQUE, RESTE INSUFFISANTE POUR DECRIRE LA GEOMETRIE DU SOL. CE TRAVAIL DE THESE SE PRESENTE ALORS SOUS DEUX VOLETS. D'UNE PART, NOUS DEFINISSONS DEUX METHODES DE DESCRIPTION DE LA RUGOSITE QUI PERMETTENT UNE MEILLEURE CARACTERISATION DE LA SURFACE DU SOL, ET D'AUTRE PART, NOUS CALCULONS LE CHAMP RETRODIFFUSE PAR LA SURFACE A L'AIDE DE LA METHODE DES MOMENTS QUI OFFRE UNE SOLUTION EXACTE EN DEHORS DES TRAITEMENTS NUMERIQUES. LES METHODES DE DESCRIPTION DE LA STRUCTURE DU SOL SONT DEVELOPPEES A PARTIR DES IMAGES STEREOSCOPIQUES DE SURFACES TRIDIMENSIONNELLES. LA PREMIERE METHODE REPOSE SUR L'APPROXIMATION D'UN SOL NU PAR DES FACETTES PLANES. AINSI, NOUS DEFINISSONS DES NOUVELLES LOIS STATISTIQUES FONDEES SUR LEURS TAILLES ET LEURS INCLINAISONS ET CAPABLES DE DISCRIMINER LES DIFFERENTS SOLS ETUDIES. LA DEUXIEME METHODE EST FONDEE SUR L'APPLICATION DU MODELE FRACTIONNAIRE BROWNIEN POUR DECRIRE LA STRUCTURE LOCALE DU SOL. CETTE APPROCHE PERMET D'ETABLIR LE LIEN ENTRE LA FONCTION D'AUTOCORRELATION DES HAUTEURS ET LA NATURE FRACTALE DU SOL. AFIN DE CALCULER LE CHAMP DIFFUSE PAR LE SOL, NOUS APPLIQUONS LA METHODE DES MOMENTS SUR DES PROFILS GENERES A PARTIR DES DEUX METHODES DE DESCRIPTION DE LA RUGOSITE. CE CALCUL EST VALIDE PAR LE MODELE INTEGRAL EQUATION MODEL SPECIALEMENT POUR LA DESCRIPTION FRACTALE QUI MONTRE UN APPORT TRES SIGNIFICATIF DANS L'INTERPRETATION DE LA RETRODIFFUSION. DES DONNEES D'UNE CAMPAGNE RADAR (ORGEVAL 94) PERMETTENT ENFIN DE VALIDER LA DESCRIPTION FRACTALE ET LE MODELE NUMERIQUE, EN PARTICULIER POUR LES SOLS RUGUEUX.

Détermination des propriétés hydrodynamiques des sols par mesures radar de surface

Détermination des propriétés hydrodynamiques des sols par mesures radar de surface PDF Author: Emmanuel Léger
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Les propriétés hydrodynamiques des sols, représentées par les fonctions de rétention en eau et de conductivité hydraulique, régissent les écoulements d'eau et de solutés de puis la surface jusqu'aux nappes souterraines. La caractérisation et la compréhension de cette dynamique des fluides ont énormément d'importance pour la détermination des ressources en eau disponibles, la pollution des sols et des eaux souterraines. Le radar de sol est une méthode d'imagerie géophysique particulièrement adaptée pour détecter les contrastes de paramètres électromagnétiques tels que ceux engendrés par des gradients de teneur en eau. La problématique à laquelle répond cette thèse est de savoir si le suivi temporel par radar de sol de phénomènes de dynamique des fluides en proche surface, tels que des infiltrations, est suffisant pour retrouver les paramètres hydrodynamiques du sol considéré, de manière plus efficace que les procédés d'estimation classiques.Nous avons développé des algorithmes couplant des modèles hydrodynamique et électromagnétique, afin d'obtenir les propriétés hydrodynamiques de sols, en inversant les temps aller-retour des ondes électromagnétiques correspondant à des réflexions sur des contrastes de permittivité forts comme ceux rencontrés sur des fronts ou bulbes d'infiltration.Nous avons développé le suivi radar de deux techniques d'infiltration, en simple anneau et en forage de faible profondeur. La première permet une modélisation unidimensionnelle alors que la seconde utilise une modélisation 2D-axisymétrique. Dans chaque cas, nos méthodes originales ont été testées numériquement, puis appliquées à différentes expériences de terrain, principalement sur des sols sableux. Les paramètres des fonctions de rétention en eau et de conductivité hydraulique retrouvés sont en accord avec ceux obtenus classiquement par des méthodes telles que des mesures sur échantillons en colonne suspendue et in situ par infiltromètrie à disque. Au-delà de l'aspect quantitatif des processus hydrodynamiques, l'interaction de ces derniers avec les champs électromagnétiques conduit à l'observation de phénomènes atypiques, comme des guides d'ondes créés par des bulbes d'infiltration.De plus, nous avons montré que le radar de sol est assez précis pour détecter des différences dans les profils de teneur en eau selon le cycle drainage-imbibition, causées par l'hystérèse sur les fonctions de rétention en eau et de conductivité hydraulique. Les paramètres de ces fonctions ont été obtenus par inversion de données radar lors de suivis de battements de nappe au sein de réservoirs, de l'ordre du mètre cube, en laboratoire.

ETUDE DE LA FAISABILITE DE LA MESURE PAR RADAR DE L'HUMIDITE ET DE LA RUGOSITE DES SOLS

ETUDE DE LA FAISABILITE DE LA MESURE PAR RADAR DE L'HUMIDITE ET DE LA RUGOSITE DES SOLS PDF Author: NOUNIRA.. BENALLEGUE
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Languages : fr
Pages : 272

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L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST DE TESTER LA FAISABILITE DES HYPERFREQUENCES RADAR POUR L'EVALUATION DE L'HUMIDITE DU SOL, AINSI QUE POUR L'IDENTIFICATION DE SON ETAT DE SURFACE. L'EXPERIENCE QUI EST L'OBJET DE NOTRE ETUDE A ETE SPECIALEMENT CONCUE POUR ETABLIR UNE BASE DE DONNEES TERRAIN (HUMIDITE, RUGOSITE ET VEGETATION) ET RADAR. ELLE A ETE REALISEE TOUT AU LONG DE L'ANNEE 1989 (DE MARS A DECEMBRE), DONC TOUT AU LONG D'UN CYCLE HYDROLOGIQUE. ELLE A CONSISTE SELON PLUSIEURS AXES AU SURVOL DE DEUX SOUS-BASSINS DE L'ORGEVAL PAR UN HELICOPTERE EQUIPE D'UN RADAR. EN PARALLELE, DES OPERATIONS REALITE DE TERRAIN ETAIENT REALISEES SUR DES PARCELLES TEMOINS RETENUES LE LONG DE AXES DE VOL. L'APPROCHE DE CETTE ETUDE EST TRES CLASSIQUE. ELLE SE FONDE SUR LA COMPARAISON DES MESURES RADAR AVEC LES REALITES DE TERRAIN. SUR LES SOLS NUS, DES CONFIGURATIONS RADAR PROCHES DE CELLES DU SAR DU SATELLITE ERS-1, NE PERMETTENT PAS D'AVOIR ACCES DIRECTEMENT A L'HUMIDITE DE SURFACE, EN RAISON DE L'EFFET DOMINANT DE LA DEGRADATION DE LA RUGOSITE, QUI MASQUE POUR L'ESSENTIEL LA VARIATION DANS LE TEMPS DE L'HUMIDITE DU SOL. CONTRAIREMENT AUX COUVERTS DE BLE, DONT LA RUGOSITE EST TRES LARGEMENT DEGRADEE AU DEBUT DU PRINTEMPS ET RESTE STABLE JUSQU'A LA PERIODE VEGETATIVE. ON MESURE DONC BIEN L'HUMIDITE, MAIS A CONDITION QUE LES SOLS NE SUBISSENT PLUS DE MODIFICATIONS DE STRUCTURE, NI EN SURFACE NI EN VOLUME. EN CE QUI CONCERNE LA RUGOSITE DES SOLS, L'ECART-TYPE DE LA VARIATION DES PENTES DES PROFILS SEMBLE ETRE UN PARAMETRE TERRAIN PERTINENT DANS LA DESCRIPTION DES SOLS, POUR L'ETUDE DE LEURS COMPORTEMENTS VIS-A-VIS DU RADAR. ENFIN, L'UTILISATION DE MODELES SIMPLES DE RETRODIFFUSION ELECTROMAGNETIQUE DE SURFACE NE PERMET PAS UNE RECONSTITUTION CORRECTE DES DONNEES EXPERIMENTALES. L'HYPOTHESE DU DIELECTRIQUE HOMOGENE N'EST PAS REPRESENTATIF DE LA REALITE ET IL EST NECESSAIRE DE PRENDRE EN COMPTE LA DIFFUSION DE VOLUME

Modélisation du champ électromagnétique rétrodiffusé par des surfaces rugueuses à profils monodimensionnels parfaitement conductrices

Modélisation du champ électromagnétique rétrodiffusé par des surfaces rugueuses à profils monodimensionnels parfaitement conductrices PDF Author: Stéphane Sartor
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Languages : fr
Pages : 173

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CE TRAVAIL DE THESE, INSCRIT DANS LE CADRE DE LA MODELISATION DE LA SURFACE EQUIVALENTE LASER (S.E.L.), GRANDEUR CARACTERISTIQUE D'UN CIBLE, CONSISTE A ELABORER PLUSIEURS MODELES THEORIQUES DU FACTEUR DE LUMINANCE RETRODIFFUSE POUR DES SURFACES RUGUEUSES MONODIMENSIONNELLES PARFAITEMENT CONDUCTRICES. LA PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL (CHAPITRES I ET II) EST CONSACREE AUX DEFINITIONS DES GRANDEURS RELATIVES A LA DIFFUSION SURFACIQUE, A LEURS MOYENS EXPERIMENTAUX DE MESURE ET A LEURS MODELES D'EVALUATION THEORIQUE. LES CHAPITRES III ET IV PRESENTENT LE MODELE DE CALCUL VECTORIEL INTEGRAL DU FACTEUR DE LUMINANCE RETRODIFFUSE PAR UNE SURFACE RUGUEUSE MONODIMENSIONNELLE PARFAITEMENT CONDUCTRICE ECLAIREE PAR UNE ONDE PLANE POLARISEE P, LES METHODES UTILISEES FONDEES SUR L'APPROXIMATION DE KIRCHHOFF, DE FRESNEL, DE FRAUNHOFER, LA STRUCTURE DU CODE ELABORE ET LES RESULTATS. LES RESULTATS DU CODE POUR LES RESEAUX DE DIFFRACTION SINUSOIDAUX PERMETTENT DE DEDUIRE QUE L'UTILISATION DE L'APPROXIMATION DE KIRCHHOFF POUR DES SURFACES PEU RUGUEUSES ENTRAINE UNE LIMITATION DE LA PRECISION DE CALCUL DU FACTEUR DE LUMINANCE RETRODIFFUSE LORSQUE LA DISTANCE SOURCE/DETECTEUR-CIBLE CROIT. DE PLUS, ON MONTRE QUE LE CRITERE DE DIFFRACTION DE FRAUNHOFER DEPEND DE L'ANGLE D'OBSERVATION, DE L'AMPLITUDE DU RESEAU SINUSOIDAL ET DES COUPLAGES ELECTROMAGNETIQUES SURFACIQUES. AUCUNE DEPENDANCE DU FACTEUR DE LUMINANCE RETRODIFFUSEE PAR DES SURFACES RUGUEUSES A PROFILS GAUSSIENS EN FONCTION DE LA DISTANCE SOURCE/DETECTEUR-CIBLE N'A ETE TROUVEE POUR UNE DISTANCE SUPERIEURE A CELLES DANS LA ZONE D'APPROXIMATION DE FRESNEL. LES PERSPECTIVES DE CE TRAVAIL DE THESE PEUVENT CONSISTER A ETUDIER LE FACTEUR DE LUMINANCE RETRODIFFUSE EN FONCTION DE LA FORME DE LA FONCTION DE CORRELATION DU PROFIL SURFACIQUE POUR DES SURFACES DE GRANDES DIMENSIONS A PROFILS MONODIMENSIONNELS ET BIDIMENSIONNELS, PUIS ENVISAGER APRES INTEGRATION SUR TOUTE LA SURFACE D'UNE CIBLE QUELCONQUE LE CALCUL DE SA S.E.L..

DIFFRACTION D'UNE ONDE ELECTROMAGNETIQUE PAR UNE CIBLE PLONGEE DANS UN MILIEU HETEROGENE. APPLICATION A LA DETECTION RADAR A BASSE ALTITUDE AU DESSUS DE LA MER

DIFFRACTION D'UNE ONDE ELECTROMAGNETIQUE PAR UNE CIBLE PLONGEE DANS UN MILIEU HETEROGENE. APPLICATION A LA DETECTION RADAR A BASSE ALTITUDE AU DESSUS DE LA MER PDF Author: VINCENT.. FABBRO
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Languages : fr
Pages : 204

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PLUSIEURS PHENOMENES PHYSIQUES PERTURBENT LA PROPAGATION DES ONDES ELECTROMAGNETIQUES A TRES BASSE ALTITUDE AU VOISINAGE DE LA MER, NOTAMMENT LA REFRACTION DUE AUX GRADIENTS D'INDICE ET LA DIFFUSION A LA SURFACE RUGUEUSE DE LA MER. LORS DE NOS RECHERCHES NOUS AVONS ELABORE UNE METHODE DE CALCUL GENERALE DE LA RETRODIFFUSION RADAR D'UNE CIBLE AU-DESSUS DE LA MER, PERMETTANT DE PRENDRE EN COMPTE A LA FOIS LES PHENOMENES AGISSANT SUR LA PROPAGATION ENTRE LE RADAR ET LA CIBLE ET TOUTES LES CARACTERISTIQUES DE CELLE-CI. LA SOLUTION DEVELOPPEE CONSISTE EN UNE HYBRIDATION COHERENTE ENTRE LA METHODE DE L'EQUATION PARABOLIQUE (PE), CALCULANT LA PROPAGATION ELECTROMAGNETIQUE AU-DESSUS DE LA MER, ET LA METHODE DU SPECTRE ANGULAIRE D'ONDES PLANES (PWS), PERMETTANT DE REALISER LA LIAISON AVEC DES METHODES CLASSIQUES DE CALCUL DE LA RETRODIFFUSION PAR UNE CIBLE. UN FACTEUR DE COUPLAGE EN PUISSANCE EST UTILISE POUR S'AFFRANCHIR DU CALCUL DE LA PROPAGATION RETOUR. CETTE METHODE D'HYBRIDATION A ETE DEVELOPPEE EN DEUX ET TROIS DIMENSIONS PUIS VALIDEE SUR DES CIBLES CANONIQUES PAR COMPARAISON A DES METHODES CLASSIQUES MODELISANT LA PRESENCE DE LA MER PAR LE PRINCIPE DE LA SOURCE IMAGE. UNE CONFRONTATION DE LA METHODE A DES MESURES DE LA SURFACE EQUIVALENTE RADAR D'UN TRIEDRE AU-DESSUS DE LA MER A PERMIS DE TESTER LE MODELE DANS DES CONDITIONS REALISTES.

Modélisation cohérente de la diffusion électromagnétique par des surfaces de mer tridimensionnelles en incidence rasante

Modélisation cohérente de la diffusion électromagnétique par des surfaces de mer tridimensionnelles en incidence rasante PDF Author: Yaël Demarty
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Category :
Languages : fr
Pages : 204

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Cette thèse repose sur l’analyse des interactions électromagnétiques (EM) entre les ondes de surface, aux fréquences HF, et une surface de mer évoluant dans le temps. Un simulateur comprenant trois modules spécifiques est développé. Le premier élément permet de modéliser une surface de mer en 3D variant dans le temps, par application de la théorie linéaire des vagues. Le second fait interagir une onde EM en incidence rasante avec une surface de mer grâce à un modèle exact qui s’appuie sur la méthode des moments. Enfin, un outil de post-traitement offre la possibilité de tracer et d’analyser des spectres Doppler (SD) résultants. Une étude portant sur des surfaces statiques puis dynamiques est menée. Elle fait apparaître respectivement le phénomène de résonance de Bragg et l’effet Doppler. Des données déjà publiées ou mesurées indiquent une bonne adéquation avec les SD simulés. Finalement, l’effet sur les SD, de la présence d’un film de polluant sur la surface de mer, est analysé.