Acquisitions multi-modes en radar géologique de surface

par Pascale Lutz

Thèse de doctorat en Géophysique

Sous la direction de Hervé Perroud.

Soutenue en 2002

à Pau .

mots clés

• Radar à pénétration de sol
• Radar à antenne synthétique
• Ondes électromagnétiques -- Polarisation

Résumé

L'imagerie de la subsurface par radar géologique de surface peut être significativement améliorée à partir d'acquisitions multi-modes. Des prospections utilisant plusieurs configurations d'antennes ont permis de déduire des informations sur la sensibilité des structures vis-à-vis de la polarisation de l'onde incidente, leurs propriétés à modifier cette polarisation et leurs localisations en trois dimensions. A partir de ces données, des pseudo-sections à faible degré directionnel ou à mode d'acquisition neutre ainsi que des cartes du facteur de dépolarisation ont été établies. Des études polarimétriques ont permis de souligner le lien entre les propriétés des réflecteurs à modifier la polarisation de l'onde incidente et des phénomènes inhabituels perturbateurs au niveau de sections en point milieu commun en mode TE. Des sections relatives à un réseau directif d'émetteurs déphasés ont également été reconstituées à partir de données acquises en point de réception commun. Suite à l'orientation du faisceau dans différentes directions, la localisation des réflecteurs est plus précise, la profondeur d'investigation maximale est augmentée et le rapport "maximum de l'enveloppe sur minimum de l'enveloppe" est amélioré. En vue de la création d'un véritable antenne réseau [5-50] MHz en émission, des antennes-éléments ont été réalisées. Ces dernières fonctionnent correctement en réception ; elles permettront d'atteindre l'objectif final. Les travaux de recherche actuels consistent en la conception du générateur à transistors à avalanche qui les alimentera.

Titre traduit

Multi-mode surveys in ground penetrating radar.

Résumé

Ground penetrating radar images can be signifiquently improved by multi-mode recordings. Surveys using several configurations of the antennas allow to deduce information on the incident wave sensitivity of the structures, their 3-D location and their depolarizing properties. Pseudo-sections characterized by a low degree of directionality or by a neutral acquisition mode have been computed from these multi-configuration datas, as well as maps of the polarization match factor. Polarimetric surveys have underlined the link between interface depolarization and unusual disturbing phenomena on TE mode common mid point gathers. Sections relative to a directive array of phase-shifted transmitters have been reconstructed from common receiver gathers. The beam adjusting towards several directions allows to a more precise reflector location, a greater maximal investigation depth and improvement concerning the " envelope maximum to envelope minimum ratio ". With the aim to carry out an actual array of transmitters in the [5-50] MHz range, single-element antennas have been built. These latters work properly as receivers and will allow to achieve our final aim. At present, the study consists in the design of the avalanche transistor generator.