Détection, localisation, caractérisation de transitoires acoustiques sous-marins
Encadrant : Jérôme MARS
École doctorale : Terre, univers, environnement (TUE)
Spécialité : Sciences de la Terre, et de l'Univers et de l'Environnement
Structure de rattachement : Autre
Établissement d'origine :
Financement(s) : Contrat doctoral
Date d'entrée en thèse : 01/10/2011
Date de soutenance : 09/10/2014
Composition du jury :
M. Jean BRAUN, Professeur, ISTERRE, Université Joseph Fourier, Président
M. Hervé GLOTIN, Professeur, LSIS, IUF, Université Sud Toulon Var, Rapporteur
M. Alexandru SERBANESCU, Professeur, Académie Technique Militaire de Bucarest, Rapporteur
M. Yves DOISY, Expert SONAR, Docteur, Thales Underwater Systems, Examinateur
Mme. Carole NAHUM, ICT IIIA, Docteur, DGA, Direction Scientifique, Examinateur
M. Cédric GERVAISE, Chercheur, HDR, Gipsa-lab, Chaire CHORUS, Directeur de thèse
M. Jérôme I. MARS, Professeur, Gipsa-lab, Grenoble INP, Co-Directeur de thèse
M. Julien BONNEL, Enseignant-Chercheur, Lab-STICC, ENSTA Bretagne, Encadrant de thèse
Résumé : Le milieu marin est insonifié par une grand variété de sources acoustiques, qui peuvent être monitorées par des enregistreurs acoustiques passifs autonomes. Parmi les sons enregistrés, on trouve un grand nombre de signaux transitoires (signaux éphémères de durée courte), auxquels appartiennent notamment les signaux impulsionnels que nous étudions dans cette thèse. Les signaux impulsionnels ont des propriétés spécifiques, telles que leur durée très courte (<1ms), leur faible nombre d'oscillations, leur forte directivité, qui les rendent difficiles à étudier avec les outils de traitement du signal traditionnels (transformée de Fourier, autocorrélation, etc.). Dans un premier temps, nous nous intéressons à la détection des sources qui émettent des séries d'impulsions rythmées (dauphins, cachalots, bélugas). Cette détection, s'appuie uniquement sur les temps d'arrivée des impulsions reçues, pour effectuer une analyse du rythme au moyen d'une autocorrélation complexe, et construire une représentation temps-rythme, permettant : i) de détecter les rythmes, ii) de connaître les temps de début et fin des émissions rythmées, iii) de connaître la valeur du rythme et son évolution. Dans un second temps, nous étudions le potentiel d'une technique appelée analyse par récurrence des phases, pour caractériser les formes d'onde des impulsions. Après avoir présenté le cadre général de cette méthode d'analyse, nous l'utilisons dans trois chaînes de traitement répondant à chacune des tâches suivantes : i) détection des transitoires, ii) caractérisation et reconnaissance des transitoires, iii) estimation des différences des temps d'arrivée des transitoires sur deux capteurs. Toutes les méthodes développées dans cette étude ont été testées et validées sur des données simulées et sur des données réelles acquises en mer.
