Sonar detection and monitoring of sunken heavy fuel oil on the seafloor

Abstract The oil products transported at sea that have the potential to become suspended in the water column and sink after weathering or mixing with sediment are quite numerous: asphalt, carbon black oil, bunker C, fuel oil n°5 and 6. In many incidents and accidents part of the spilled heavy oil product has actually sunk and has been difficult to track because of the lack of means of detection. To compensate this gap, a comprehensive sonar experiment has been performed through the use of a large seawater tank on the bottom of which several patches of three different heavy fuel oils have been laid on top of a sandy layer. In this facility several kinds of sonar have been tested as for their response according to their frequency, resolution and type (side scan sonar, multibeam/panoramic sonar, 3D acoustic camera). The results proved to be very valuable according to the acoustic specificity of the products involved. Indeed the acoustic properties are similar to those of the seawater when considering density and sound speed; however the attenuation is much more important and its variation has been measured from 100 kHz to 500 kHz preliminary to the testing. The results of the sonar experiment that have been obtained do confirm the capability of current sonars to detect heavy oil patches over sand seafloors, and should make it possible to select the most adequate survey strategy according to the oil patches dimensions and thickness and to the environmental conditions

The diagnosis of BCR/ABL-negative chronic myeloproliferative diseases (CMPD): a comprehensive approach based on morphology, cytogenetics, and molecular markers

Recent years showed significant progress in the molecular characterization of the chronic myeloproliferative disorders (CMPD) which are classified according to the WHO classification of 2001 as polycythemia vera (PV), chronic idiopathic myelofibrosis (CIMF), essential thrombocythemia (ET), CMPD/unclassifiable (CMPD-U), chronic neutrophilic leukemia, and chronic eosinophilic leukemia (CEL)/hypereosinophilic syndrome, all to be delineated from BCR/ABL-positive chronic myeloid leukemia (CML). After 2001, the detection of the high frequency of the JAK2V617F mutation in PV, CIMF, and ET, and of the FIP1L1–PDGFRA fusion gene in CEL further added important information in the diagnosis of CMPD. These findings also enhanced the importance of tyrosine kinase mutations in CMPD and paved the way to a more detailed classification and to an improved definition of prognosis using also novel minimal residual disease (MRD) markers. Simultaneously, the broadening of therapeutic strategies in the CMPD, e.g., due to reduced intensity conditioning in allogeneic hematopoietic stem cell transplantation and the introduction of tyrosine kinase inhibitors in CML, in CEL, and in other ABL and PDGRFB rearrangements, increased the demands to diagnostics. Therefore, today, a multimodal diagnostic approach combining cytomorphology, cytogenetics, and individual molecular methods is needed in BCR/ABL-negative CMPD. A stringent diagnostic algorithm for characterization, choice of treatment, and monitoring of MRD will be proposed in this review

APPLICATION DE LA THÉORIE SPECTRALE AUX PROBLÈMES DE DIFFRACTION-DIFFUSION ET DE RAYONNEMENT ACOUSTIQUES

On considère une structure vibrante de dimensions finies immergée dans un fluide s'étendant jusqu'à l'infini ; le système est excité par des sources quelconques, et on s'intéresse au champ acoustique dans le fluide. A partir d'une formulation générale à l'aide d'équations intégrales de frontières, on exprime la solution en régime harmonique par une série de modes propres. On en déduit alors une expression du régime temporel sous forme d'une série des modes de résonance. La théorie générale est présentée sur le cas simple où la structure est un volume fluide ; elle est illustrée par un calcul détaillé de la diffraction par une sphère fluide. Enfin, on présente et commente les diverses méthodes expérimentales utilisées pour l'identification de cibles par voie acoustique.Let us condider a finite dimension vibrating structure embedded in a fluid extending up to infinity ; the acousic field, due to any kind of excitation of this system, is looked at. Using a general boundary integral formulation of the problem, the harmonic response is expanded as a series of the corresponding eigenmodes. The time dependent response is then deduced, and expressed by a series of the resonance modes. The general theory is developed on a simple case : the structure is a fluid volume. It is illustrated by the detailed calculations of the acoustic field diffracted by a spherical fluid volume. Finally, the various experimental methods used for target acoustic identification are recalled, and analysed

Imagerie acoustique par reconstruction tomographique dans des milieux fluides

Les techniques de reconstruction tomographique sont à l'heure actuelle des techniques classiques qui permettent d'obtenir des images d'une coupe d'un objet. Initialement développées dans le domaine des rayons X médicaux, ou elles ont conduit à la réalisation des différentes générations de scanners , elles sont de plus en plus introduites dans le domaine de l'acoustique et en particulier celui des ultra-sons. Cependant contrairement aux rayons X qui se propagent en ligne droite dans les milieux analysés, les rayons acoustiques sont plus ou moins affectés par leur passage dans la substance que l'on veut étudier. Il en résulte en particulier des effets de réfraction d'ondes qui introduisent des anomalies dans les images reconstruites de l'objet. Ces constatations expliquent la raison pour laquelle on se penche à l'heure actuelle sur des modèles théoriques de reconstruction qui font intervenir la courbure des rayons à la traversée des milieux. Les nouveaux algorithmes qui en résultent, nécessitent quelques modifications des systèmes d'acquisition, mais le principe général de la méthode reste inchangé. Dans ce travail on s'est intéressé essentiellement aux méthodes dites "en transmission" et on a étudié le cas d'un obstacle fluide homogène et peu réfléchissant immergé dans un autre fluide servant de liquide de couplage. On a simulé par calcul le champ diffracté par un cylindre fluide homogène puis à partir des formulations établies par DEVANEY on a reconstruit le profil 'de célérité dans le cylindre

Quelques aspects de la reconnaissance des formes en acoustique pour des obstacles simples

Les problèmes liés à la reconnaissance acoustique des formes, appartiennent à la classe des problèmes inverses de diffraction ; connaissant la structure du champ rayonné tout autour de l'obstacle, il s'agit de remonter à la forme géométrique de celui-ci. Nous présentons ici, deux approches possibles du problème. La première méthode fait appel aux principes de l'optique géométrique et permet à partir de la mesure de la section efficace de diffraction σ(θ) de la cible, de remonter à son contour. La deuxième méthode qui s'appuie sur les principes de l'optique physique, conduit à l'identité de Bojarski qui relie la transformée de Fourier du champ acoustique diffracté, à la fonction caractéristique de la cible. La connaissance de cette dernière fonction que l'on note: γ(X), permet également de reconstruire l'obstacle envisagé

Etude experimentale des premieres resonances d'une sphere elastique immergee

Si l'on s'intéresse à la courbe de rétrodiffusion d'une sphère pleine immergée, on constate la présence d'une structure complexe. Celle-ci peut s'expliquer par la génération d'ondes circonférencielles qui forment pour certaines fréquences un système d'ondes stationnaires donnant naissance à des phénomènes de résonance que l'on peut observer directement sur les courbes expérimentales. Pour pouvoir étudier ces résonances, nous avons mis en oeuvre un banc de mesures piloté par un système informatique capable d'effectuer l'acquisition et le traitement des signaux. Cette configuration nous a permis d'envisager la mise au point d'une méthode nouvelle pour localiser avec précision les résonances de la sphère. Les résultats obtenus concordent parfaitement avec des résultats théoriques fournis par le LCT*

Etude des premières resonances d'une sphère élastique

On étudie les premières résonances d'une sphère d'aluminium, immergée dans l'eau, pour des fréquences acoustiques telles que 3 < ka < 30 où a est le rayon de la sphère et k = 2π/λ le nombre d'onde. Ces résonances dépendent des dimensions et de la nature de la cible. La théorie modale permet d'écrire la pression acoustique diffractée par la sphère sous la forme d'une série de fonctions appelées fonctions de forme modales. On peut les représenter par la somme de deux termes; un terme dit "rigide" et un terme dit "élastique". Si l'on représente ce dernier en fonction de ka, on obtient des pics qui permettent d'estimer les fréquences et les largeurs des résonances. L'étude expérimentale donne des résultats en bon accord avec la théorie

Analyse conjointe en temps et frequence adaptee a des signaux echos et classification de cibles en sonar actif : Application a la reconnaissance de poissons par sonar haute frequence

Modéliser une cible SONAR par un filtre transversal généralisé décrit divers phénomènes acoustiques. Cette représentation utilise un nombre fini de "points brillants" répartis dans l'espace, chacun d'eux possédant une fonction de transfert associée stable. Le traitement des échos obtenus est effectué par filtrage adapté à diverses composantes. Cette analyse distribue l'énergie reçue en temps et fréquence par séparation temporelle des points brillants et par filtrage sélectif. Un tel traitement impose une contrainte pratique dans la synthèse du signal émis, en vue d'une complexité minimale du récepteur. Ceci définit un filtrage à surtension constante déterminant une représentation conjointe liée aux paramètres du signal. La solution fréquentielle de la synthèse est reliée simplement à la représentation temporelle dans le cas d'un produit "date centrale fréquence moyenne" grand. Dans ce cas la dérivation temporelle se confond avec une homothétie de rapport donné ; le signal est modulé hyperboliquement en fréquence. Un tel signal, synthétisé par voie numérique, est émis sur des cibles cylindriques et sphériques. Une classification des échos est envisageable à l'aide de leurs paramètres caractéristiques. Un traitement linéaire peut estimer la fonction de transfert des cibles