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JOSSO Nicolas

Caractérisation des milieux sous-marins en utilisant des sources mobiles d'opportunité

 

Directeur de thèse :     Jérôme MARS     Cornel IOANA

École doctorale : Electronique, electrotechnique, automatique, traitement du signal (eeats)

Spécialité : Signal, image, parole, télécoms

Structure de rattachement : Grenoble-INP

Établissement d'origine : INPG - ENSERG

Financement(s) : allocation MENRT ; Explora''doc et bourse mobilité internationale

 

Date d'entrée en thèse : 01/10/2007

Date de soutenance : 28/09/2010

 

Composition du jury :
Présidente : Elizabeth Brunet Gilbert (MRIS, CNRS)
Rapporteur : Jean Pierre Hermand (Université Libre de Bruxelles)
Rapporteur : André Quinquis (MRIS, CNRS)
Examinateur : Dominique Fattaccioli (DGA)
Examinateur : Jean Louis Lacoume (PR Emerite, Grenoble)
Jérôme Mars, (directeur PR, Grenoble)
Cornel Ioana (co directeur MCF, Grenoble)
Cédric Gervaise (co directeur MCF, BREST)

 

Résumé : Les contraintes de rapidité et de discrétion imposées à un système moderne de caractérisation du milieu océanique ont conduit au développement de la tomographie passive, définie comme un moyen discret et rapide d'estimation des paramètres d'un canal acoustique. Ce concept fait appel aux signaux existants dans le milieu et transmis par des sources d'opportunité. Les signaux d'opportunité sont inconnus à la réception mais contiennent des informations relatives aux paramètres physiques du canal défini entre la source et le récepteur. Le travail de recherche présenté dans ce mémoire est dédié à la caractérisation des milieux sous-marins en utilisant des signaux bioacoustiques d'opportunité (sifflements à modulation fréquentielle). La méconnaissance du signal transmis, de la position et de la vitesse de la source acoustique d'opportunité rendent la tomographie passive difficile à mettre en œuvre. La propagation dans l'environnement océanique et le mouvement inconnu de la source transforment conjointement les signaux d'opportunité enregistrés. Dans un premier temps, nous présentons de nouvelles méthodes d'estimation simultanée des paramètres environnementaux et des déformations engendrées par le mouvement dans le plan d'ambiguïté large-bande, dans un contexte d'émissions actives (le signal transmis est supposé connu). Ces méthodes, permettant de compenser les effets du mouvement dans les scénarios d'émission active, sont appliquées et validées sur différents jeux de données simulées et réelles enregistrées en mer. Puis nous nous intéressons à la tomographie océanique acoustique passive sur un unique hydrophone. Dans ce contexte, le signal transmis, la position et la vitesse de la source sont entièrement inconnus. À partir des estimateurs développés pour les scénarios d'émissions actives, nous présentons une nouvelle méthodologie permettant d'estimer les paramètres environnementaux en utilisant des vocalises de mammifères marins enregistrés sur un unique hydrophone. Les informations extraites sur les signaux naturels d'opportunité sont ensuite utilisées pour estimer la position puis le vecteur vitesse de la source d'opportunité. Ces méthodes sont appliquées et validées sur différents jeux de données simulées et réelles enregistrées en mer.


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