Littérature scientifique sur le sujet « Télémétrie acoustique sous-marine »

Cette thèse s’intéresse aux systèmes de positionnement à base ultra courte (USBL) utilisés en acoustique sous-marine. Les systèmes de positionnement sont assujettis à de nombreuses contraintes environnementales, structurelles ou fonctionnelles qui limitent leurs performances. Les travaux menés dans le cadre de cette thèse agissent sur trois leviers majeurs qui limitent les précisions de positionnement. La première source d’amélioration concerne le processus décisionnel en proposant une structure d’estimateur du seuil de détection satisfaisant aux exigences de l’application USBL et de l’environnement. Les évaluations comparatives menées avec les traitements CFAR (Constant False Alarm Rate) communément utilisés en traitement SONAR ont dégagé l’intérêt de l’approche proposée. Le second axe d’amélioration porte sur la réduction des limitations associées à la structure et à la dimension du réseau d’hydrophones. Une procédure est proposée pour estimer la dimension du réseau de capteurs et notamment la distance entre les éléments qui composent l’antenne. Ensuite, l’association entre l’USBL et l’inertiel (INS — Inertial Navigation System) permet de combler la déficience de précision liée à la dimension du réseau d’hydrophone des USBL en intégrant les informations de déplacement du porteur fournies par la centrale inertielle. La troisième proposition d’amélioration porte sur la transmission de données bas débit conjointement aux signaux de positionnement pour accroître la précision du système. Dans ce contexte, une chaîne de traitement est proposée, permettant de récupérer de l’information bas débit tout en conservant les caractéristiques de l’application de positionnement
This thesis focuses on positioning systems based on ultra short (USBL) used in underwater acoustics. Positioning systems are subject to many constraints environmental, structural or functional that limits their performance. The studies are conducted on three main sources that limit positioning accuracies. The first source of improvement is related to threshold estimation which conducts to the detection of the signal in the observation. Benchmarking conducted with the processing CFAR (Constant False Alarm Rate) commonly used in SONAR have identified the benefit of proposed approach. The second area of improvement is the reduction of limitation’ associated with the structure and sue of the hydrophones array. A global procedure is proposed to estimate the distance between the acoustic sensors and the misalignment between the acoustic structure and the gyrocompass. Then, coupling between the USEL an INS (INS - Inertial Navigation System) is used to reduce limitation related to the dimension of sensors array. Displacements of the sensor array between each acoustic recurrency are combined to estimate a virtual antenna, these processing permits to obtain a better accuracy than that obtained with real USBL antenna. The third proposal focuses on improving accuracy by using low speed data transmission to help the positioning system. In this context, a processing is proposed to retrieve telemetry informations while maintaining characteristics of the positioning waveforms and application

Plus de 70 % de la surface terrestre est recouverte par les mers et océans. Nombre de phénomènes tectoniques parmi les plus dévastateurs ont par ailleurs lieu en environnement océanique. On peut citer en exemple les zones de subduction, pouvant générer des mégaséismes associés à des tsunamis dévastateurs (Sumatra en 2004, Tohokuen 2011), mais aussi les failles décrochantes sous-marines. Dans de nombreux cas, les méthodes de géodésie spatiale ne permettent pas de discriminer entre un comportement bloqué ou asismique, les instruments étant situés trop loin de la zone potentiellement déformée par le processus tectonique. Il faut alors mettre au point de nouvelles techniques qui permettent de prolonger les réseaux d’observation classiques au large afin de cartographier la déformation sur l’intégralité de la zone. Cette thèse s’intéresse à deux méthodes de géodésie fond de mer permettant d’aider à l’évaluation du risque sismique. La première est la distancemétrie relative acoustique, avec comme zone d’application effective la mer de Marmara. Nos premiers résultats laissent supposer un comportement bloqué au niveau du segment de la faille nord-anatolienne immergé devant İstanbul. La seconde zone d’étude considérée est la subduction antillaise. L’échelle de travail nécessite une localisation des points observés dans un référentiel global. Nous étudions les phénomènes océaniques à considérer et détaillons une méthodologie dite GNSS/A (pour Acoustique), consistant en des interrogations acoustiques depuis une plateforme de surface précisément positionnée par GNSS, pour une future expérience de positionnement absolu au large de la Guadeloupe
More than 70 % of the Earth surface is covered by seas and oceans. Several tectonic phenomena, among the most devastating, take place in ocean environment. For example, the subduction zones, which can generate mega-earthquakes associated with devastating tsunamis (Sumatra in 2004, Tōhoku in 2011), but also the underwater strike-slip faults. In many cases, methods of space geodesy cannot discriminate between a blocked or aseismic behavior, because the instruments are located too far from the area potentially deformed by the tectonic process. Thus, it is necessary to develop new techniques to extend conventional observation networks off-shore to map the deformation in the entire area. This thesis focuses on two seafloor geodesy methods, in order to assess the seismic risk evaluation. The first is the relative acoustic ranging, with an efective deployment of the Marmara Sea area. Our early results suggest a locked state at the segment of the North Anatolian fault of İstanbul. The second area considered is the Caribbean subduction. The working scale requires localization of the observed points in a global reference frame. We study ocean processes to consider, and detail a GNSS/A (Acoustic) methodology, consisting of acoustic interrogations from a precisely GNSS positioned surface platform, for a future absolute positioning experience of Guadeloupe