Recherche



En re-construction...


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.



Laboratoire Créatis, Equipe Imagerie Ultrasonore 

CNRS UMR 5220 – INSERM U1044 – Université Lyon 1 – INSA Lyonl