Etude théorique de radars géologiques - Epublications - Université ...
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Samuel BESSE : Étu<strong>de</strong> Théorique <strong>de</strong> Radars Géologiques Analyses <strong>de</strong> sols, d'antennes et interprétation <strong>de</strong>s signaux 109<br />
Étant donné que les diagrammes <strong>de</strong> rayonnement représentent le champ lointain et qu'une<br />
interface à moins <strong>de</strong> 10m se situe dans une zone proche <strong>de</strong> l'antenne, il est pru<strong>de</strong>nt vérifier avec le<br />
signal temporel si la réflexion est réellement visible.<br />
➢ antenne posée sur un sol stratifié<br />
Nous considérons maintenant une situation pour laquelle l'antenne est posée sur un sol<br />
constitué <strong>de</strong> <strong>de</strong>ux couches <strong>géologiques</strong>. La première strate a une permittivité relative <strong>de</strong> 4 et une<br />
conductivité nulle tandis que la secon<strong>de</strong> est supposée parfaitement conductrice (eau salée) et se<br />
trouve à une profon<strong>de</strong>ur <strong>de</strong> 10m. L'on<strong>de</strong> met 0,13µs pour faire l'aller retour entre l'interface et<br />
l'antenne. En si peu <strong>de</strong> temps, l'on<strong>de</strong> <strong>de</strong> courant n'a pas le temps d'aller jusqu'au bout <strong>de</strong> l'antenne.<br />
En considérant que l'on<strong>de</strong> <strong>de</strong> courant se déplace à 190.000 km.s 1 (vitesse <strong>de</strong> la lumière divisée par<br />
l'indice effectif luimême égal à la moyenne <strong>de</strong>s indices <strong>de</strong>s <strong>de</strong>ux milieux), ces 0,13µs<br />
correspon<strong>de</strong>nt au temps mis par l'on<strong>de</strong> pour se refléter sur un défaut localisé sur l'antenne à 12,3 m<br />
du générateur (cf. figure 109). En outre, la fabrication <strong>de</strong> l'antenne peut également entraîner <strong>de</strong>s<br />
incertitu<strong>de</strong>s sur les valeurs <strong>de</strong>s résistances réparties tout au long <strong>de</strong> l'antenne. Les simulations<br />
FDTD permettent <strong>de</strong> savoir si <strong>de</strong> telles anomalies peuvent être interprétées à tort comme la<br />
signature d'une interface.<br />
Air<br />
n=2<br />
70 m<br />
10 m<br />
n=2<br />
12,3 m<br />
Défaut<br />
Figure 109 : Exemples <strong>de</strong> configurations étudiées pour la comparaison entre la signature d'une interface proche<br />
et la trace causée par <strong>de</strong>s défauts <strong>de</strong> l'antenne.<br />
La figure 110 compare <strong>de</strong>s échos liés à un défaut localisé sur l'antenne à l'écho dû à une<br />
interface. Le signe <strong>de</strong> l'écho dépend <strong>de</strong> la valeur <strong>de</strong> la résistance modifiée par rapport à la valeur<br />
idéale ainsi que <strong>de</strong> l'impédance du second milieu par rapport à celle du premier milieu. Par<br />
exemple, une résistance trop forte engendre un écho opposé à celui causé par une résistance moins<br />
forte. Du fait <strong>de</strong>s faibles valeurs <strong>de</strong>s résistances le long <strong>de</strong> l'antenne, une résistance nulle engendre<br />
peu <strong>de</strong> contraste d'où un écho <strong>de</strong> faible amplitu<strong>de</strong>. Or, une résistivité nulle correspondrait à une<br />
surmétalisation du ruban <strong>de</strong> milar et a donc beaucoup moins <strong>de</strong> chance <strong>de</strong> se produire qu'une lésion<br />
du ruban. De plus, la surmétalisation peut être vérifiée après la fabrication <strong>de</strong> l'antenne alors qu'une<br />
lésion peut intervenir lors du transport vers Mars ou lors du déploiement. Pour finir, on notera que<br />
le signe <strong>de</strong> l'écho ne dépend pas <strong>de</strong> la position du défaut par rapport au générateur.