Caractérisation d'objets enfouis dans des sédiments marins par imagerie acoustique
Résumé
Cette étude est consacrée à la caractérisation d'objets enfouis dans des sédiments marins à partir du champ acoustique diffusé par ces objets. Nous nous proposons de classifier les cibles par imagerie acoustique en nous inspirant des techniques de tomographie ultrasonore. Ce travail s'inscrit dans le cadre de l'étude des problèmes inverses d'ondes, c'est à dire l'interrogation d'un milieu par une onde qui dans notre cas est une onde acoustique. La méthode d'inversion étudiée ici fait appel à une représentation intégrale de domaine du champ diffusé par la cible et à une linéarisation par l'intermédiaire de l'approximation de Born au premier ordre. Les équations ainsi obtenues sont ensuite discrétisées par une technique de collocation. La résolution du problème inverse se ramène alors à l'inversion d'un système linéaire, en général non carré et mal conditionné. Une solution stable a été obtenue à l'aide d'une décomposition en valeurs singulières associée à une régularisation de Tikhonov. Les performances de l'algorithme d'inversion ont d'abord été testées sur les données numériques. Une étude expérimentale a également été menée au laboratoire avec des cibles en silicone. Ces objets ont d'abord été plongés dans l'eau afin de comparer les reconstructions obtenues avec des images tomographiques classiques. Les cibles ont ensuite été enfouies dans du sédiment réel (sable). Nous avons ainsi pu obtenir des reconstructions satisfaisantes (forme et dimensions) à partir de données réelles, pour un objet enfoui.