Traitement des signaux reçus

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4. Traitement des signaux reçus

4.1 Objectifs et précautions préalables

Les méthodes de traitement des données brutes acquises par le géoradar ont pour objectif l'obtention d'une image interprétée permettant de révéler la classification de cibles ou les caractéristiques géométriques et/ou physiques de la sub-surface. La plupart des méthodes de traitement les plus utilisées ont été empruntées aux domaines de la sismique. Cependant, les traitements développés pour des ondes scalaires doivent être utilisés avec précaution et adaptées à chaque site étudié. Le champ électromagnétique à la particularité d'être vectoriel et polarisé, et le positionnement des antennes à proximité de la surface du sol et proche l'une de l'autre (induisant du couplage) modifie de façon importante le champ proche, et affecte les plans d'onde en champ lointain. Aussi, le champ électromagnétique est particulièrement affecté dans le milieu naturel par des phénomènes d'atténuation et de dispersion. Du fait de la présence d'hétérogénéités de l'ordre de grandeur des longueurs d'onde utilisées, les phénomènes de diffraction et d'interférences contribuent à distordre la géométrie des objets dans les radargrammes. Ces phénomènes peuvent aussi être à l'origine d'un trop grand nombre d'informations qu'il devient difficile d'analyser, en particulier lorsque le sous-sol est très hétérogène.

Dans ce document, les principales méthodes de traitement de données les plus utilisées sont explicitées et l'on distingue le géoradar de surface du géoradar de forage. Tandis que le radar de surface est utilisé pour détecter, localiser et éventuellement identifier des cibles ou des anomalies, le radar de forage sert préférentiellement à estimer la distribution des propriétés diélectriques du sous-sol pour en extraire les caractéristiques hydrogéologiques (texture, porosité, teneur en eau...).

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4.2 Radar de surface : traitement de données avancé

L'analyse des traces radar par des algorithmes de traitement de données a pour objectif la formation d'une image dévoilant la structure...

BIBLIOGRAPHIE

(1) - DANIELS (D.J.) - Ground penetrating radar. - 2nd edition. The IEE, London (2004).
(2) - JOL (H.M.) - Ground penetrating radar : Theory and applications. - Elsevier (2009).
(3) - MOLITON (A.) - Applied electromagnetism and materials. - Springer (2007).
(4) - BEHARI (J.) - Microwave dielectric behavior of wet soils. - Springer (2005).
(5) - SHIVOLA (A.) - Electromagnetic mixing formulas and applications. - The IEE (1999).
(6) - FRATTICCIOLI (E.), DIONIGI (M.), SORRENTINO (R.) - A new permittivity model for the microwave moisture measurement of wet sand. - 33rd European Microwave Conference, Munich, Germany, p. 539-542 (2003).

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

1 Revues et journaux scientifiques

Revues de l'AGU, American Geophysical Union (Geophysics...) http://www.agu.org/

Revues de l'EAGE, European Association of Geoscientists and Engineers (Near Surface, Geophysical Prospecting...) http://www.eage.org/

Journal of Applied Geophysics, Éd. Elsevier http://www.elsevier.com/locate/jappgeo

IEEE Transactions Geoscience and Remote Sensing http://www.grss-ieee.org/

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2 Outils logiciels

GPRMax http://www.gprmax.com/

REFLEXW http://www.sandmeier-geo.de/index.html

EMPIRE...

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Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - PRINCIPE DU GÉORADAR ET PROPAGATION DANS LES SOLS

1.1 - Principes
1.2 - Propriétés électriques des sols
1.3 - Propagation électromagnétique dans le sol
1.4 - Génération des hyperboles
1.5 - Techniques de modulation
1.6 - Réglementations

2 - STRATÉGIE DE PROSPECTION

2.1 - Principes
2.2 - Configuration expérimentale
2.3 - Géométrie des antennes
2.4 - Problématique d'investigation

3 - MODÉLISATIONS ÉLECTROMAGNÉTIQUES

3.1 - Problème posé
3.2 - Modélisation électromagnétique des systèmes géoradar par la méthode des différences finies dans le domaine temporel

4 - TRAITEMENT DES SIGNAUX REÇUS

4.1 - Objectifs et précautions préalables
4.2 - Radar de surface : traitement de données avancé
4.3 - Radar de forage : inversion de données

5 - QUELQUES EXEMPLES D'APPLICATIONS

5.1 - Archéologie : détection de cavité (latrine du château de Chambord, France)
5.2 - Hydrogéologie : détection d'un front d'humectation (Niayes près du lac Tanma, Sénégal)
5.3 - Étude stratigraphique d'un glacier rocheux (Plan du Lac, Vanoise, France)