Soutenance mémoire
LA TELEDETECTION
Propriétés physiques des ondes électromagnétiques
Les propriétés des rayons sont :
• La réflectance
• L’absorptance
• La transmittance
Tout corps qui reçoit une certaine quantité d’énergie rayonnante d’une source extérieure peut en réfléchir une partie. Le rapport entre l’énergie réfléchie et l’énergie incidente est appelé coefficient de réflexion ou réflectance. Elle mesure la capacité d’une surface à réfléchir l’énergie incidente.
On distingue deux types de réflexion :
• Spéculaire : la réflexion est dirigée entièrement dans une seule direction comme le cas d’un miroir.
• Diffuse : la réflexion est dirigée dans toutes les directions, on parle d’une surface diffusante ou Lambertienne .
Tout corps qui reçoit une certaine quantité d’énergie rayonnante peut en transmettre une partie. Le rapport entre l’énergie transmise ou réfractée et l’énergie incidente est appelé coefficient de transmission ou transmittance. Un objet transparent a une transmittance élevée pour le rayonnement visible.Ces propriétés varient selon l’objet, la matière, et son caractère.
Télédétection passive
Jusqu’à maintenant, dans ce chapitre, nous avons vu que le Soleil est une source d’énergie pour la télédétection. L’énergie du Soleil est soit réfléchie (la portion visible) ou absorbée et retransmise (infrarouge thermique) par la cible. Les dispositifs de télédétection qui mesurent l’énergie disponible naturellement sont des capteurs passifs. Le capteur passif peut seulement percevoir l’énergie réfléchie lorsque le Soleil illumine la Terre [6].
Télédétection active
Un capteur actif produit sa propre énergie pour illuminer la cible : il dégage un rayonnement électromagnétique qui est dirigé vers la cible. Le rayonnement réfléchi par la cible est alors perçu et mesuré par le capteur. Le capteur actif a l’avantage de pouvoir prendre des mesures à n’importe quel moment de la journée ou de la saison.
Principe
Ce type de méthode d’acquisition utilise normalement la mesure des rayonnements électromagnétiques émis ou réfléchis des objets étudiés dans un certain domaine de fréquences (infrarouge, visible, micro-ondes).
Ceci est rendu possible par le fait que les objets étudiés (plantes, maisons, surfaces d’eau ou masses d’air) émettent ou réfléchissent du rayonnement à différentes longueurs d’onde et intensités selon leur état. Certains instruments de télédétection utilisent des ondes sonores de façon similaire, et d’autres mesurent des variations dans des champs magnétiques ou gravitaires.
Alors que l’astronomie pourrait être considérée comme de la télédétection (poussée à l’extrême), le terme télédétection est généralement réservé aux observations terrestres [1].
LE RADAR
Le radar (de l’anglais Radio Detection And Ranging) est un système qui utilise les ondes électromagnétiques pour détecter la présence et déterminer la position ainsi que la vitesse d’objets tels que les avions, les bateaux, ou la pluie.Les ondes envoyées par l’émetteur sont réfléchies par la cible, et les signaux de retour (appelés écho radar ou écho-radar) sont captés et analysés par le récepteur, souvent situé au même endroit que l’émetteur. La distance est obtenue grâce au temps aller/retour du signal, la direction grâce à la position angulaire de l’antenne où le signal de retour a été capté et la vitesse avec le décalage de fréquence du signal de retour généré selon l’effet Doppler.Il existe également différentes informations trouvées par le rapport entre les retours captés selon des plans de polarisation orthogonaux. Le radar est utilisé dans de nombreux contextes : en météorologie pour détecter les orages, pour le contrôle du trafic aérien, pour la surveillance du trafic routier, par les militaires pour détecter les objets volants mais aussi les navires, en astronautique, etc.
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Guide du mémoire de fin d’études avec la catégorie Propagation de l’onde ultrasonore |
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Table des matières
REMERCIEMENTS
TABLE DES MATIERES
NOTATIONS
ABREVIATIONS
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE 1 : LA TELEDETECTION
1.1. Introduction
1.2. Généralités
1.2.1. Source d’énergie ou d’illumination
1.2.2. Rayonnement et le milieu de la cible
1.2.3. Interaction avec la cible
1.2.4. Enregistrement de l’énergie par le capteur
1.2.5. Transmission, réception et traitement
1.2.6. Interprétation et analyse
1.2.7. Application
1.3. Propriétés physiques du rayonnement
1.3.1. Le rayonnement
1.3.2. Le spectre
1.3.2.1. L’ultraviolet
1.3.2.2. Le visible
1.3.2.3. L’infrarouge (IR)
1.3.2.4. Les hyperfréquences
1.3.3. Propriétés physiques des ondes électromagnétiques
1.4. Télédétection passive
1.5. Télédétection active
1.6. Principe
1.7. Utilisations
1.7.1. RADAR
1.7.2. LIDAR
1.7.3. SONAR
1.7.3.1. Sonars actifs
1.7.3.2. Sonars passifs
1.8. Conclusion
CHAPITRE 2 : L’ECHOGRAPHIE
2.1. Introduction
2.2. Généralités
2.3. L’onde utilisée
2.4. Générateurs d’ultra-sons
2.4.1. Les émetteurs magnétostrictifs
2.4.2. Les émetteurs électrostrictifs
2.4.3. Les générateurs piézoélectriques
2.5. Les différents modes d’échographie
2.5.1. Mode-A (amplitude)
2.5.2. Mode-B (brillance)
2.5.3. Mode TM (time motion)
2.5.3.1. Temps réel
2.5.3.2. Mode-M (mouvement)
2.5.4. DOPPLER
2.5.5. Mode volumique
2.6. Principe
2.7. Propagation de l’onde ultrasonore
2.8. Longueur d’onde
2.9. Focalisation
2.10. Atténuation
2.11. Amplification
2.12. Limites
2.13. Transducteurs
2.13.1 Sonde en barrette linéaire
2.13.2. Sonde sectorielle
2.13.3. Sonde convexe
2.13.4. Choix d’un transducteur approprie
2.14. Conclusion
CHAPITRE 3 : PHYSIQUE ACOUSTIQUE
3.1. Introduction
3.2. Généralités
3.3. Les ondes acoustiques
3.3.1. Nature des ondes acoustiques
3.3.2. Classification des ondes acoustiques
3.3.3. Caractéristiques
3.3.3.1. Période
3.3.3.2. Fréquence
3.3.3.3. Amplitude
3.3.3.4. Puissance
3.3.3.5. Intensité
3.3.3.6. Longueur d’onde
3.3.3.7. Vitesse de propagation
3.3.5. Notion de pression acoustique
3.4. Interaction des ultrasons avec la matière
3.4.1. Absorption des ultrasons dans un milieu homogène
3.4.2. Interaction des ultrasons aux interfaces
3.5. Utilisation des ultrasons
3.5.1. Application à l’échographie
3.5.2. Principe de la piézoélectricité
3.5.3. Description d’une sonde échographique
3.6. Fonctionnement
3.7. Risques et dangers des ultrasons
3.8. Conclusion
CHAPITRE 4 : SIMULATION SUR LA MODELISATION
4.1. Introduction
4.2. Les paramètres nécessaires dans l’étude
4.2.1. Le milieu de propagation
4.2.2. L’onde à propager
4.2.3. La génération et détection des ultrasons
4.3. Comparaison des matériaux piézoélectriques
4.4. Les données obtenues après calculs
4.4.1. Densité du milieu
4.4.2. Vitesse de propagation dans le milieu
4.4.3. Impédances acoustiques
4.4.4. Atténuation du milieu
4.4.5. Les coefficients de réflexion
4.5. Outil de simulation
4.6. Simulation
4.6.1. Le transducteur
4.6.2. Emission dans le milieu de propagation
4.6.3. Réception
4.7. Utilisation
4.8. Conclusion
ANNEXE : LA RECUPERATION DES SIGNAUX ULTRASONORES
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE
FICHE DE RENSEIGNEMENTS
RESUME
ABSTRACT
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