Documentation du Programme 'ONDEL':LOGICIEL DE DECOMPOSITION DE SIGNAUX EN "ONDELETTES"

50 pagesInternational audienceSofware: Decomposition of signals into contributions of "wavelets": Program documentation "Ondel". The wavelet transform is a method allowing to analyze and re-synthesize an arbitrary signal s(p) into elementary contributions or function called "wavelets". All "wavelets" have same shape and are obtained by translation and dilation (or compression) of a "mother" wavelet (analyzing wavelet) g(p). They constitute a two-parameters family. Each wavelet has limited support in both time and frequency domain. This transformation allows to analyze a signal retaining the characteristics of time and frequency. The signal energy is itself preserved. We will define the concept of wavelet in the case of one-dimensional signals (p could be the quadri-vector space-time)

Identification du signal source dans un problème de transmission

Dans cette étude nous nous sommes intéressés à un type particulier de problème inverse, spécifique à la propagation d'ondes acoustiques transitoires (signal dépendant arbitrairement du temps) à travers un milieu inhomogène fluide. A partir de la mesure du champ de pression transmis dans un milieu, nous voulons identifier le signal source d'origine émis (signature acoustique). Pour cela nous chercherons à élaborer une formule de reconstruction de la partie temporelle du signal source originel et définirons le domaine de validité ainsi que les conditions nécessaires. Nous appliquerons cette formule de reconstruction au cas d'une source émettrice située dans l'air, pour des récepteurs se trouvant dans l'eau (cas typique de l'acoustique sous-marine). Des évaluations numériques seront présentées pour différentes positions des hydrophones (antenne verticale), en fonction de la distance radiale source-hydrophones

Transmission acoustique a travers le dioptre air-eau

Ce journal (Journal d'Acoustique) n'existe plus depuis 1996 (Edition de Physique).Mis en ligne avec l'aimable autorisation de l'éditeur.International audienceThis paper presents a problem of acoustic transmission through the air-water interface, in the case of a spherical harmonic point-source. From the resolution of the integral, formulation of the Helmholtz equation, we show in the case of a plane interface (low sea state) separating two homogeneous and isotropic media, interferences between direct refracted waves and inhomogeneous waves that cannot be obtained by means of the geometrical optics. Numerical simulations of the interferences field will be presented, in the same way as the contribution of these waves, considered separately

Etude de la transmission acoustique à travers le dioptre air-eau

51 pagesInternational audienceLe traitement et la reconnaissance de signaux acoustiques correspondant à des sources se déplaçant dans un milieu fluide, l'air, et enregistrés à partir de récepteurs se trouvant dans l'eau (hydrophones), passent d'abord par une détection optimum de ces signaux. Une étude de la propagation acoustique à travers le dioptre air-eau est donc nécessaire. Nombreux sont les travaux se rapportant à ce sujet. Nous nous intéresserons dans un premier temps, plus particulièrement aux travaux d'Urick [1], Gerjuoy [2], Hudimac [3], Young [4], Weinstein & Henney [5], Candel [6], Horton [7], et Brekhovskikh [8], en considérant l'interface entre les deux milieux comme plane (mer faiblement agitée). A l'appui de ces travaux, nous déterminerons le champ réfracté total en un point quelconque d'observation et nous examinerons la faisabilité d'une expérimentation de la transmission air-eau en laboratoire. -Premièrement, en se plaçant dans le cadre de l'Acoustique Géométrique, nous déterminerons par la Théorie des Rayons et suivant les lois de Snell-Descartes, le champ réfracté direct. -Deuxièmement, par une transformée de Fourier bidimensionnelle sur les variables d'espace en considérant, soit la symétrie axiale du problème [9] , [6]; soit la symétrie sphérique de l'onde à l'interface plane (Développement de l'onde sphérique en termes d'ondes planes), puis en prolongeant le champ à tout l'espace [2], [8], nous définirons l'expression analytique du champ réfracté sous forme d'intégrale dans le plan complexe. Cette intégrale calculée par la méthode de 'steepest descent', le long d'un contour G judicieusement choisi, nous permettra de retrouver, au premier ordre, l'onde géométrique réfracté et de mettre en évidence, pour des incidences supérieures à l'angle critique, un nouveau type d'onde appelée onde latérale. -Troisièmement, nous déterminerons l'expression analytique de ces deux types d'ondes constituant le champ réfracte total, que nous décomposerons en termes de phase et d'amplitude. A partir de simulations numériques, nous donnerons une représentation graphique de ce champ, mettant en évidence des phénomènes d'interférences et l'importance que peut jouer, dans certains cas, la contribution de l'onde latérale. Des simulations numériques de ces ondes prises isolement seront également mises en oeuvre. Nous utiliserons pour cela les variables réduites r/H, d/H et l/H, où r et d représentent les coordonnées du récepteur, l et H les caractéristiques de la source

Filtering non-stationary geophysical data with orthogonal wavelets

WOS:A1996TW55100023International audienceA filtering method based on both orthogonal wavelet decomposition and chi-squared statistics is proposed to clean non-stationary signals embedded in a gaussian white noise. An application to a time series of thermistance data recorded in an underground quarry illustrates the interest of the technique

Retrievial of a Time-Dependent Source in an Acoustic Propagation Problem

International audienceConsider two media separated by a plane interface, a time- dependent source F(t) at a point S in the first medium (of the lower celerity), receivers in the second medium, located at a large radial distance from the source. Thanks to a diffusion-like behaviour of the transmitted wave, we are able to retrieve the term F(t), under high frequencies hypothesis in an elementary way

Transmission a travers un dioptre et reconstruction du signal source.

International audienceIn three-dimensional space, we consider two homogeneous fluid media separated by a plane interface. In the lowest velocity media is located a point-source, which emits in time an arbitrary signal. The second medium contains the observation point. By analogy to a reconstruction formula of the wavelet transform, we have obtained for large radial distance, a formula for the reconstruction of the time dependence of the source-signal. This reconstruction involves an integration over depths (dilation parameter) of the transmitted pressure (wavelet coefficient) for each observation point. We show that the medium where are located the observation points can be approached by two series of filters. To link in future theoretical results obtained from an experiment, we consider the air-water interface

Characterization of elastic shells by the use of the wavelet transform

5 pagesInternational audienceThis paper concerns the characterization of elastic targets immersed in a fluid and submitted to an acoustic impulse. Time-frequency methods have already been used in the case of scatterers of simple geometric shape. We have chosen the wavelet transform for its particular properties, such as linearity aand local analysis at Df/f=Cst. We have developped an algorithm based on the behavior of the phase of the transform, which enables us to extract modulation laws (related to the dispersion law of the phase velocity), even for close echoes. In the case of spherical elastic shells, we have applied this method on both experimental and computer-generated signals and have pointed out the good relation between theoretical and experimental results

Time-scale analysis of acoustic scattering by elastic spherical shells for impulse sources. Analyse temps-echelle de la diffusion acoustique par des coques spheriques elastiques en regime impusionnel.

Ce journal (Journal d'Acoustique) n'exsie plus depuis 1996 (Edition de Physique).Mis en ligne avec l'aimable autorisation de l'éditeur.International audienceTime-frequency methods, such smoothed Wigner-Ville transforms, have already been used in studies of the possibility of characterizing scatterers of simple geometric shape. We present here results obtained with the help of a time-and-scale method, the so-called wavelet transform. This transform is used here to analyze results from a scattering experiment on spherical elastic shells, in water. The results obtained are as yet preliminary and semi-quantitative. They indicate however convincingly that certain physical quantities such as type of waves, group velocity, and dispersion laws can be estimated with the help of wavelet methods

Extraction of Modulation laws of Elastic Shells by the use of the Wavelet Transform.

9 pagesInternational audienceThis paper isconcerned with the characterization of elastic targets immersed in a fluid and submitted to an acoustic impulse. Time-frequency methods have already been used in the case of scatterers of simple geometric shape. We have chosen the wavelet transform for its particular properties, such as linearity and local analysis at Df/f=Cst. We have developped an algorithm based on the behavior of the phase of the transform, which enables us to extract modulation laws (related to the dispersion law of the phase velocity), even for close echoes. In the case of spherical elastic shells,we have applied this method to both experimental and simulated signals. We point out the good agreement between theoretical ans experimental results