Stage M1/M2 – Étude et modélisation de la matrice de covariance spatiale du bruit ambiant dans la gamme basses fréquences appliquée à un réseau de capteurs de fond de mer

Mots clefs : Traitement du signal, acoustique sous-marine, matrice de covariance spatiale, bruit ambiant, ingénieur, mer/maritime.

En acoustique sous-marine, la localisation passive à l’aide d’un réseau de capteurs épars représente un défi scientifique majeur en raison de la complexité de l’environnement océanique. Les techniques de Matched Field Processing (MFP) ont suscité un fort intérêt dans la littérature comme solution potentielle à ce problème. Cette approche peut être vue comme une méthode de formation de voies consistant à comparer les données mesurées à une bibliothèque de répliques simulées afin d’estimer la position de la source. Cependant, son application en conditions réelles reste limitée en raison de sa sensibilité aux inadéquations du modèle environnemental. Dans le cas des signaux basse fréquence, tels que le bruit rayonné par les navires de surface, les incertitudes sur la bathymétrie et les propriétés du fond marin peuvent induire des erreurs significatives de localisation.

Pour s’affranchir de ces limitations, des variantes du MFP basées sur des répliques issues de données réelles ont récemment été explorées. L’objectif est d’exploiter une source coopérante pour construire, à partir d’un ensemble de positions connues, une grandeur caractéristique de la position de la source. Cette bibliothèque de répliques « mesurées » est ensuite utilisée pour localiser une source inconnue. Une approche prometteuse pour la construction de ces répliques consiste à estimer le rapport des fonctions de transfert (Relative Transfer Function, RTF) du guide d’ondes à partir des matrices de covariance spatiale du signal et du bruit.

Dans ce contexte, ce projet vise à étudier la matrice de covariance spatiale du bruit ambiant au sein d’un réseau d’observation de fond de mer.

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