Etude théorique de radars géologiques - Epublications - Université ...

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PARTIE III : INTERPRETATION DES ECHOS RADAR ­ PROBLEME INVERSE
sorte que si l'antenne est décollée par endroit du sol, il n'y a plus de lien direct entre impédance et
propriétés électromagnétiques de la première couche. Il faut donc prévoir un système pour mesurer
l'impédance. Le problème est plus délicat en ce qui concerne le gain. S'il s'avère impossible de le
déduire, il faudra alors introduire dans l'algorithme des variables permettant de décrire le gain ou
imaginer un procédé pour faire adhérer l'antenne au sol ! De plus, la mesure d'impédance de surface
à l'aide d'une sonde de permittivité ou à l'aide de l'antenne utilisée à la fréquence de quelques kHz
n'a pas encore été validée. Si cette expérience s'avère impossible, il faudra ajouter les propriétés de
la première couche aux inconnues dans l'algorithme génétique. Cela augmente le nombre de
solutions potentielles, le temps de calcul, mais ne remet pas en cause la méthode.
Au cas où la (ou les) première(s) interface(s) ne se situerai(en)t pas en champ lointain à
2MHz ou si elle(s) se situe(nt) dans la zone aveugle du radar, il faudrait faire une pré­étude en
utilisant l'antenne plus haut en fréquence afin d'augmenter la résolution et réduire la zone d'ombre.
Cette pré­étude permettrait de déduire une couche équivalente définie par sa fonction de transfert
autour de 2MHz.
La troisième hypothèse supposant les interfaces planes est une hypothèse forte difficile à
valider or cette condition est indispensable pour inverser le problème correctement. La validation de
cette hypothèse nécessite des données supplémentaires. Pour cela, il faudrait par exemple :
● Avoir la possibilité de déplacer le radar. Il n'y aurait plus qu'à chercher une zone où le
signal ne dépende plus de la position du radar. On identifierait ainsi des objets diffractant
et les zones rugueuses à éviter.
● Mesurer une autre composante de champ (électrique ou magnétique) pour pouvoir
déterminer la direction d'arrivée des ondes. Une des configurations de la sonde Netlander
prévoyait l'utilisation de sondes magnétiques. Malheureusement, leur sensibilité est bien
inférieure à celle des antennes électriques et en plus elles mesurent sans discernement le
champ provenant des strates (champ lointain) et la partie diffractée par le module (champ
proche). En plus, comme la mesure est faite dans l'air, il faut tenir compte de la réflexion
avec le sol. Pour toutes ces raisons, les signaux mesurés par les sondes magnétiques sont
extrêmement compliqués à interpréter.
Suivant les paramètres du sol, l'inversion a plus ou moins de chance d'être menée avec
succès :
● Si les matériaux sont à faibles pertes, le bilan de liaison dépend indépendamment des
permittivités et des conductivités. Les coefficients de réflexion et de transmission ne
dépendent que des permittivités et sont constants par rapport à la fréquence. L'épaisseur de
peau (non infinie) dépend uniquement de la conductivité et ne dépend pas de la fréquence.
En conséquence, la fonction d'erreur aura beaucoup de minima locaux. Une surestimation
de la conductivité entraîne une surestimation du contraste de permittivité. Seuls les
multiples trajets permettent de lever l'indétermination mais ces signaux sont de faible
amplitude et peuvent être interprétés comme la réponse de nouvelles strates.