Abstract FR:

Le laboratoire de sondages electromagnetiques de l'environnement terrestre a une pratique confirmee de la mise en uvre des radars doppler vhf pour la realisation de mesures euleriennes des courants marins en zone cotiere (jusqu'a environ 30 km de la cote). Nous avons cherche a utiliser le meme instrument pour realiser, simultanement aux mesures euleriennes, des mesures lagrangiennes en effectuant le suivi, avec le radar, de flotteurs derivants de surface equipes de balises fournissant un echo radar calibre. Il s'agissait donc de transformer le radar courantometrique en un radar de teledetection et de poursuite. Le systeme (radar et bouees) permet, par le biais d'une utilisation simultanee de plusieurs flotteurs, d'estimer l'importance des phenomenes de dispersion et de diffusion. Ce travail de these se decompose en deux parties: apres une etude theorique et numerique de la propagation a la surface de la mer qui a permis d'etablir le bilan de puissance necessaire pour fixer les caracteristiques techniques des balises, la premiere partie est consacree a la localisation d'une balise ; il s'agit de determiner ses parametres (distance radiale, vitesse radiale et azimut) a partir des signaux recueillis par le radar. L'azimut de la balise est estime par une methode d'interferometrie simplifiee basee sur la relation ideale entre deux antennes consecutives alors que sa localisation dans le plan distance-frequence doppler utilise la representation dans ce plan du minimum de la fonction de cout de la regression azimutale. Des campagnes d'essais ont valide a la fois le dimensionnement et les algorithmes de poursuite des balises: la precision de leurs localisations par le radar est de l'ordre de 20 m pour une balise fixe et de 60 m pour une balise en mouvement a une vitesse de quelques nuds. La precision sur la mesure de la vitesse est meilleure que 5 cm/s. Nous avons cherche a utiliser les mesures de vitesse pour ameliorer l'estimation de la position, par une methode de moindres carres ou un algorithme recursif de kalman. Dans une deuxieme partie, nous proposons une methode d'utilisation couplee des donnees euleriennes et lagrangiennes pour estimer l'importance des phenomenes de diffusion horizontal. Elle consiste a comparer les caracteristiques statistiques dela repartition de plusieurs bouees lachees et celles obtenues grace a des simulations numeriques basees sur une methode de marche au hasard ; la comparaison des simulations numeriques et des resultats des mesures permet de determiner le coefficient de diffusion. Nous montrons que ce coefficient est une bonne approximation de celui d'un contaminant. Des simulations numeriques concernant l'influence de la resolution spatiale des mesures de courant et du nombre de flotteurs sur la precision des mesures de dispersion ont ete effectuees. Elles montrent que l'erreur sur l'estimation de ce coefficient pour 5 bouees lachees et avec une resolution spatiale de (500 x 500) m#2 peut etre de l'ordre de 30%. On obtient ainsi un instrument particulierement complet de diagnostic dynamique en zone cotiere, presentant un grand interet pour l'etude d'un rejet ou le transport d'un contaminant