Thèse - Signaux acoustiques sous-marin sur réseaux de fibre optiques distribué
Thales Group
Sophia Antipolis, France
il y a 21h

QUI SOMMES-NOUS ?

L’activité Systèmes de missions de défense fournit des équipements, des solutions et des services liés aux systèmes de combat électroniques, de surveillance et de reconnaissance, de combat naval, de surface et de lutte sous la mer.

Le site de Sophia-Antipolis développe des sonars à destination des sous-marins et des bâtiments de surface ainsi que des produits de simulation, avec une forte composante acoustique et traitement du signal.

QUI ETES VOUS ?

Vous avez de solides bases en traitement du signal, en apprentissage automatique (machine learning), en probabilités et statistiques ainsi que sur les langages Python, Matlab ou un langage équivalent ?

Vous avez eu une première expérience de développement des traitements des signaux ?

Vous avez des connaissances en signaux acoustiques ?

Vous êtes curieux(se), autonome avec un bon esprit de synthèse.

CE QUE NOUS POUVONS FAIRE ENSEMBLE :

Les techniques sonars actuelles utilisent majoritairement des hydrophones qui sont sensibles à la pression générées par les ondes acoustiques se propageant sous l'eau.

Ce sont généralement des capteurs embarqués. En parallèle et depuis quelques années, on assiste à l'utilisation de systèmes optiques distribués, généralement statiques, dont l'utilisation en milieu marin se popularise.

En l'occurrence, cette thèse s'intéresse aux systèmes DAS (Distributed Acoustic Sensor) qui permettent d'interroger une fibre optique en n'importe quel point à l'aide d'un laser.

Vos missions seront les suivantes :

Une collaboration de Thalès avec le laboratoire Géoazur du CNRS et de l'UCA permet déjà de disposer d'enregistrements DAS OTDR variés effectués en mer.

Des traitements préliminaires ont mis en évidence la possibilité d'extraire des signaux liés à des secousses sismiques relativement distantes (Sladen et al.

2019) - ou à des navires croisant à proximité de la fibre (Rivet et al. soumission au second trimestre 2020). Par ailleurs, la fibre utilisées permet d’enregistrer des signaux à des profondeurs allant de quelques dizaines de mètres jusqu’à plus de 2000 mètres.

L'étude proposée aura pour but de développer les traitements actuels afin d'améliorer la qualité des signaux disponibles, en particulier à des fins de caractérisation ou de qualification de sources.

Plusieurs étapes sont à prévoir :

Ø Données synthétiques, données réelles

Un premier travail sur données synthétiques permettra de se familiariser avec le type de données enregistrées. Elle inclura pour cela la prise en compte de la fonction de transfert d’une fibre DAS.

La propagation sera modélisée à l’aide du code MOCTESUMA qui considère la nature modale du champ acoustique et / ou un code 3D à définir (EFISPEC3D, SPECFEM 3D).

Une étape d'acquisition en mer de nouveaux signaux à l’aide d’un interrogateur OFDR est envisagée pour améliorer notre connaissance de la réponse de la fibre et de tester la performance des nouveaux algorithmes dédiés à la détecter de bateau sur des données réelles.

Ø Calibration,environnement

Une partie du travail consistera ensuite à calibrer au mieux la fibre et les signaux reçus. Une possibilité est de travailler à l’aide des signaux de houle qui pourrait être mis en relation avec des données météo pour estimer la sensibilité.

En parallèle, les enregistrements des essais en mer effectués à l’aide de sources calibrées - pourraient compléter ces analyses et donner des informations sur la directivité et la phase.

Quand elle n’est pas connue, la reconstitution de la position de la fibre sur le sol sera envisagée ainsi que l’analyse des différents types de bruits.

Ø Traitement du signal

Enfin, une partie traitement incluant détection, identification et caractérisation des différentes sources observées suivra.

Cette partie se fera à l’aide de traitements sonar standards (type formation de voie) et dans un deuxième temps à l’aide de traitements innovants développés durant la thèse.

Au vu des signaux actuellement disponibles, la bande UBF de 0 à 200 Hz - sera privilégiée sans exclure de s’intéresser à des fréquences plus élevées.

Innovation, passion, ambition : rejoignez Thales et créez le monde de demain, dès aujourd’hui.

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