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Auteur(s)
-
Gilles KERVERN : Ingénieur de recherche, Thomson Marconi Sonar
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À l’heure actuelle, l’acoustique est le moyen couramment utilisé pour former des images du fond marin à longue distance, quelques centaines de mètres (figure A), tandis que l’utilisation de l’optique est restreinte à l’identification courte distance (quelques mètres) par caméra vidéo classique. Ce partage des rôles entre acoustique et optique en imagerie sous-marine est, en partie, la conséquence des différences de propriétés physiques des ondes acoustiques ou optiques en milieu marin, mais aussi de l a différence de maturité des technologies associées. En conséquence, l’avènement de sources lumineuses cohérentes et modulables en amplitude et en fréquence (lasers) associées à l’utilisation de techniques de traitement du signal inspirées des techniques radars permet d’envisager une extension du rôle de l’optique en imagerie sous-marine ainsi que la réalisation de systèmes nouveaux (figure B) mettant à profit la propriété des ondes lumineuses de passer avec un très bon rendement l’interface air/eau, à la différence des ondes acoustiques :
en incidence normale pour :
,
.
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Expérimentation d’un imageur de type lidar
English
4. Estimation des performances
La détermination des performances d’un imageur lidar en eau de mer est rendue délicate par la présence des diffusions multiples qui tendent à dégrader la résolution, mais cependant à accroître la portée par rapport à une prévision simple ne tenant compte que du coefficient d’atténuation global c. Une démarche possible, pour la prédiction des performances, consiste à calculer au premier ordre ces performances grâce à l’équation du lidar puis à effectuer une correction en tenant compte de résultats expérimentaux et de simulations de type Monte-Carlo.
-
La puissance lumineuse, rétrodiffusée vers le détecteur par la cible, supposée purement lambertienne d’albédo ρ, située à la distance x de l’ensemble émetteur/récepteur et interceptant la totalité du faisceau, a pour expression :
avec :
- Po :
- puissance émise
-
- surface de l’optique de détection
- c :
- coefficient d’atténuation
-
La puissance lumineuse, rétrodiffusée au premier ordre vers le détecteur par une tranche diffusante [de surface s(x) et d’épaisseur (dx)] du milieu de propagation située à une distance x de l’ensemble émetteur/récepteur, a pour expression :
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Estimation des performances
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - IVANOFF (A.) - Introduction à l’Océanographie : propriétés physiques et chimiques des eaux de mer. - Tomes I et II, Vuibert Paris, 1975.
-
(2) - JERLOV (M. G.) - Marine Optics, - 2e édition, Elsevier, Oceanography series, 1976.
-
(3) - WELLS (W. J.) - Theory of small angle scattering, in Optic of the Sea. - Edition and Reproduction Technical in optic of the sea Reproduction Ltd. Agard (Nato). Lecture series n× 61, 1973.
-
(4) - PENNY (M. F.), ABBOT (R. H.), PHILLIPS (D. M.), BILLARD (B.) - Airborne laser hydrography in Australia - . Applied Optics, vol. 25 n× 13, 1986.
-
(5) - LEGALL (A.), TOULLEC (B.), KERVERN (G.) et CERTENAIS (J.) - Airborne laser bathymetry : a novel technique for shallow water monitoring - , Revue Technique Thomson-CSF, vol. 25, n× 3, septembre 1993.
-
(6) - LEBRUN (G.), LEJEUNE (B.), CARISER (J.),...
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