Contribution à la conception d’un radar à balayage autonome et technique d’imagerie adaptée

Sujets de thèse 2014

Intitulé de la thèse
Contribution à la conception d’un radar à balayage autonome et technique d’imagerie adaptée
Publication du sujet sur le site de l’ABG : OUI
Nature du financement : Financement institutionnel, Contrat Doctoral, Financement régional, Contrats université sur projets,)
Domaine de compétences principal (pour l’ABG) : Informatique, électronique
Domaine de compétences secondaire (pour l’ABG) : Sciences pour l’Ingénieur
Spécialité de doctorat : Electronique des hautes fréquences, Photonique et Systèmes

Lieu de travail
Laboratoire XLIM – 7, Rue Jules Vallès – 19100 BRIVE
Date Limite de candidature : 20/06/14
Laboratoire d’accueil : XLIM/OSA

Présentation de l’équipe de recherche
Les activités de l’équipe d’accueil concernent l’élaboration de dispositifs transitoires ultra large bande (ULB) dédiés à la conception de systèmes radars, à la métrologie, et aux sources rayonnantes ULB de forte puissance

Résumé de la thèse en français
L’objectif de la thèse est de concevoir un système radar ultra large bande impulsionnel qui permet la détection et la discrimination d’objets enfouis, de discontinuités dans les sous-sols ou de défauts dans les ouvrages d’art en béton armé.

Résumé de la thèse en anglais
The aim of the thesis is to design an ultra wide band radar pulse which allows the detection and discrimination of buried objects, discontinuities in soils or defects in structures of reinforced concrete.

Description complète du sujet de thèse
Le sujet de thèse proposé porte sur la conception d’un radar impulsionnel de sous-sol (GPR) et du logiciel d’imagerie qui l’accompagne. Le caractère impulsionnel des impulsions générées par le radar permet de pénétrer en profondeur (basses fréquences) ou d’obtenir une bonne précision sur la caractérisation des obstacles rencontrés (hautes fréquences). De nombreuses techniques d’imagerie exploitent le niveau crête des réponses impulsionnelles pour localiser voir identifier une cible ou une interface entre 2 milieux. Le signe du coefficient de réflexion induit par cette discontinuité du milieu de propagation est lié à la nature de la cible. Il s’agit d’exploiter les modules et les phases des réponses impulsionnelles pour faciliter la localisation et l’identification de contrastes diélectriques en s’inspirant de travaux publiés. Ceci est particulièrement intéressant pour l’identification de différentes strates composant le sol ou l’évaluation de l’état d’usure des structures métalliques renforçant le béton utilisé dans les ouvrages d’art. Des simulations doivent valider la méthode développée. Un démonstrateur réalisé à partir d’équipements existants et de scénarios simples est envisagé.

Objectifs scientifiques de la thèse
Il s’agira dans un premier temps, de valider le logiciel d’imagerie permettant d’obtenir une image 2D à partir des réponses impulsionnelles issues de scénarios simulés avec le logiciel CST. Une association entre cet algorithme et celui de la sommation cohérente sera ensuite réalisée afin d’améliorer sensiblement la qualité des images obtenues. D’autres traitements pourront éventuellement être envisagés. Les radars GPR classiques se déplacent en général linéairement. Il est donc nécessaire de réaliser de nombreux passages pour couvrir une surface. L’originalité du travail proposé tient dans le fait que le radar sera mis en rotation afin de couvrir une surface initiale supérieure et d’enrichir l’image obtenue. Celui-ci pourra ensuite être déplacé afin de couvrir une surface de mesure encore plus étendue. L’algorithme d’imagerie devra donc être adapté à une mise en rotation du radar permettant d’obtenir ainsi une image 3D de la scène illuminée. Des mesures pourront être ensuite réalisées à l’aide d’une maquette de tête de tunnelier à notre disposition et de matériaux dont les caractéristiques diélectriques sont connues. Ces mesures comparées à des simulations nous permettront de valider le système radar. De nouvelles mesures dans un contexte réel (vérification de l’état des structures métalliques dans un mur en béton armé) pourront être envisagées.

Compétences à l’issue de la thèse
antennes ultra large bande impulsionnelles
outils de simulations électromagnétiques
métrologie impulsionnelle
imagerie radar
radar de sous-sol (GPR)
mesure en champ libre

Mots clés (séparés par des virgules)
antennes, radars, CAO, mesures hyperfréquences, imagerie
Conditions restrictive de candidature (nationalité, âge, …) : NON

Expérience/profil souhaité(e)
Master ou ingénieur en hyperfréquences, traitement du signal

Modalité de dépôt des candidatures
CV et lettre de motivation envoyés par email

Directeur de thèse
Michèle LALANDE
Adresse mail du directeur de thèse : michele.lalande@unilim.fr
Téléphone Directeur de thèse : 05 55 86 73 21

Co-directeur de thèse
Noël FEIX
Adresse mail du co-directeur de thèse : noel.feix@unilim.fr
Téléphone co-Directeur de thèse : 05 55 86 73 19
Cofinancement LABEX SigmaLIM demandé : NON
Thèse pour Action transverse : NON

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