1ère Partie
Synthèse bibliographique
Projet de Fin d'Etudes d'Ingénieur de Conception
Cheikh Diallo DIENE
UFR SI
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Projet de Fin d'Etudes d'Ingénieur de Conception Cheikh
Diallo DIENE
UFR SI
Chapitre 1. - Présentation de la méthode
radar
Introduction
Le radar géophysique (en anglais Ground Penetrating
Radar ou GPR) est une technique de prospection non invasive de reconnaissance
des structures du sous-sol. Basé sur la propagation d'ondes
électromagnétiques dans le milieu ausculté, cette
méthode est sensible aux variations de permittivité et de
conductivité diélectriques du milieu. Selon les fréquences
utilisées, allant du MHz au GHz il permet d'investiguer une large gamme
d'échelle, de la centaine de mètres au centimètre, et donc
d'appréhender une grande variété d'objets d'étude
(glaciers, failles, vestiges archéologiques, structures
géotechniques).
Historiquement, les méthodes d'interprétation
des données radar ont largement profité des avancés dans
le domaine de la prospection sismique très similaire dans son
principe.
C'est une méthode qui est de plus en plus
utilisée dans les Sciences de l'ingénieur dans la
détection de roches fracturées, l'étude de la structure
des terrains superficiels, la détection de cavités, de tuyaux ou
l'inspection des ouvrages d'art et des chaussées.
Dans ce chapitre, il sera question de présenter les
principes de cette méthode, des modes de propagation du signal radar et
de terminer par l'explication des paramètres diélectriques.
1.1 Principe du radar
Le Radar constitue un procédé géophysique
léger et non destructif permettant d'effectuer de manière
précise et en continu des études géologiques de
sub-surface et des auscultations d'ouvrages d'art mais aussi des
chaussées. Il consiste en une impulsion électromagnétique
envoyée dans la structure par l'intermédiaire d'une antenne
émettrice. L'onde ainsi émise se propage à
l'intérieur de la structure en s'atténuant progressivement et en
subissant soit une réfraction ou une réflexion suivant le
contraste de vitesse entre les interfaces.
Le GPR mesure le temps de parcours et l'amplitude des ondes
électromagnétiques réfléchies, transmises,
diffractées et\ou réfractées entre un émetteur et
un récepteur.
L'amplitude et la vitesse des ondes EM sont
contrôlées par la permittivité, la conductivité et
la perméabilité magnétique des milieux
traversés.
Lorsque la fréquence du signal
électromagnétique est élevée, comme dans le cas du
signal radar, l'amplitude de l'onde électromagnétique
réfléchie/diffractée mesurée au récepteur
dépend essentiellement des contrastes de permittivité.
1.2 Propagation des ondes radars
1.2.1 Notion de base
Les matériaux géologiques n'ont pas toujours un
comportement diélectrique parfait. De ce fait la propagation des ondes
radar ne se fera que dans certains milieux. De façon
générale on démontre que la prospection radar ne peut
s'appliquer +qu'à des milieux de faible conductivité. Quand une
impulsion électromagnétique est émise, une partie (partie
réelle) se transforme en courant de déplacement et une autre
partie (partie imaginaire) constitue un courant de conduction.
On définit l'angle de perte tg ä qui est le
rapport entre les parties imaginaires et réelles des paramètres
effectifs :
????
???? ??= (1)
??????
Le facteur de qualité Q est l'inverse de l'angle de
perte
3
?? ???? ?? = (2)
????
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