Le rôle de la polarisation dans le domaine Ground Penetrating Radar : une étude dans le cadre de la mission WISDOM /AURORA / Filippo Bucci ; sous la direction de Wlodek Kofman et Alain Herique

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Ondes électromagnétiques -- Polarisation

Kofman, Wlodek (1945-.... ; physicien) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Hérique, Alain (19..-.... ; planétologue) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Chanussot, Jocelyn (19..-....) (Président du jury de soutenance / praeses)

Ciarletti, Valérie (19..-.... ; Astrophysicienne) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Seu, Roberto (19..-.... ; auteur en théorie du signal) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Reineix, Alain (1961-....) (Membre du jury / opponent)

Institut national polytechnique (Grenoble, Isère, France ; 1900-....) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Laboratoire de Planétologie de Grenoble (Isère, France ; 1999-2010) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Relation : Le rôle de la polarisation dans le domaine Ground Penetrating Radar : une étude dans le cadre de la mission WISDOM /AURORA / Filippo Bucci ; sous la direction de Wlodek Kofman et Alain Herique / Lille : Atelier national de reproduction des thèses , 2010

Résumé / Abstract : Dans le cadre de la mission AURORA de l’ESA, le Ground Penetrating Radar WISDOM est un radar géologique en cours de développement, en bande 0.5 – 3 GHz, présentant une résolution verticale de l’ordre des cm et une profondeur de pénétration d’environ 3m, qui permet d’effectuer des mesures polarimétriques. Ce travail prépare l’interpretation des données polarimétriques en evaluant le rôle de la polarimétrie dans le signal GPR par la détermination des signatures radar de cibles discretes. L’étude comprend la modélisation et la simulation de la diffusion des ondes EM, la prise de mesures radar / GPR pour l’extraction des signatures polarimétriques. Les diffuseurs de forme sphéroïdale, identifiés comme dépolarisants, ont été caractérisé par leur Radar Cross Section (RCS) polarimétrique et leur Cross Polarization Ratio (CPR) sur toute la bande de fréquence WISDOM en faisant varier leur longueur électrique (rapport taille/longueur d’onde) et en analysant leur réponse radar en fonction de paramètres typiques comme le contraste en permittivité, le rapport axial, l’orientation du sphéroïde. Les résultats obtenus montrent qu’il est possible de caractériser le diffuseur et sa distribution en orientation à partir de sa signature polarimétrique en RCS et CPR, et aident ainsi l’interprétation des données GPR polarimétriques.

Résumé / Abstract : ln the context of the AURORA mission by the ESA, the Ground Penetrating Radar (GPR) WISDOM is under construction on the 0.5 - 3 GHz frequency bandwidth, showing a vertical resolution of sorne cm et a penetration depth of about 3m, which allows polarimetric measurements. This work prepares the GPR polarimetric data interpretation by evaluating the role of the polarimetry in the GPR signal through the determination of the discrete targets radar polarimetric signatures. The study includes modelling and simulation of EM waves scattering and radar measurements for the extraction of polarimetric signatures. Spheroidal shaped scatterers, identified as depolarizing ones, have been characterized by its polarimetric Radar Cross Section (RCS) and Cross Polarization Ratio (CPR) over ail the WISDOM bandwidth by varying its electricallength (the size/wavelength ratio) and analyzing its radar response as function of typical parameters as permittivity contrast, axial ratio and target's orientation. The obtained results show that it is possible to characterize the scatterer and its orientation distribution by 100 king at his polarimetric signature in terms of RCS and CPR, helping in this way the GPR polarimetric data interpretation.