Etude des parametres geophysiques de l'interface ocean-atmosphere a l'aide de mesures de bruit ambiant sous-marin a partir d'un hydrophone

par HELENE DUPUIS

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Alain Weill.

Soutenue en 1992

à Paris 7 .

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  • Résumé

    Le bruit ambiant sous-marin, enregistre a partir d'un hydrophone, permet l'estimation de parametres geophysiques de l'interface ocean/atmosphere tels que la vitesse moyenne du vent ou sa vitesse de frottement et la densite moyenne de vagues deferlantes a la surface de l'eau. Differents sites experimentaux ont fait l'objet d'etudes, que ce soit en eau tres peu profonde (etang), intermediaire (zone cotiere) ou profonde (mediterranee). La definition des conditions experimentales doit etre concue de maniere a eviter la contamination du bruit ambiant lie a l'agitation de la surface par d'autres sources acoustiques telles que les bateaux et la faune aquatique. Les donnees de ces differentes experiences ont tout d'abord permis de verifier les hypotheses du modele de propagation acoustique sous-marine developpe afin de simuler le bruit ambiant sous-marin. Grace a ce modele, il est possible d'estimer les caracteristiques du bruit sous-marin en fonction des conditions de mesure, telles que la profondeur d'immersion de l'hydrophone, celle du fond sous-marin, les caracteristiques de ce fond et la frequence acoustique consideree. On peut en particulier etablir la valeur du rayon d'ecoute de la mesure, equivalent au rayon du disque de la surface d'ou est emise la quasi-totalite du bruit recu par l'hydrophone. Il est ainsi possible de definir la representativite de l'echelle spatiale d'estimation des parametres de surface. Une etude approfondie a ete menee par verifier la relation statistique entre le bruit et le vent pour l'experience en etang. On a ainsi pu montrer que la correlation etait bonne pour des echelles de temps tres courtes (<1 mn). De plus, le parametre defini par l'acceleration du vent semble aussi intervenir et sa prise en compte pourrait encore ameliorer la relation statistique. En ce qui concerne la repartition des zones de deferlement a la surface, le modele permet de definir a la fois l'evolution de la densite de vagues deferlantes et celle des dimensions moyennes des nuages de bulles en fonction des conditions de vent. Pour l'experience en etang pendant laquelle la vitesse du vent a varie entre 0 et 6 m/s, aucune variation de la dimension des zones de deferlement n'a ete observee. Il en resulte que la densite des vagues deferlantes est proportionnelle a la vitesse du vent au carre. Pour estimer ces parametres, il est preferable que le rayon d'ecoute soit relativement important par rapport a la longueur d'onde des vagues dominantes (>>100 m). Par contre, lorsque le rayon d'ecoute est relativement faible, il est possible d'etudier le degre d'organisation du champ de vagues et le processus de repetition du deferlement lie aux ondes de groupes des vagues


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  • Détails : 228 P.
  • Annexes : 168 REF.

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