Abstract FR:

L'objet de cette these est l'etude theorique et numerique de methodes de caracterisation acoustique du sous-sol dans les petits fonds marins. Ce sous-sol suppose stratifie plan est constitue d'un socle rocheux solide sur lequel repose une couche sedimentaire fluide. Ses parametres lorsqu'ils varient, sont fonction de la profondeur. Le probleme est de les determiner, c'est-a-dire d'evaluer a toute profondeur la densite du sediment et du socle ainsi que les vitesses des ondes de compression et de cisaillement qui s'y propagent. Ce diagnostic s'effectue a partir de mesures simulees du champ de pression dans l'eau quand le fond est insone par une onde de compression donnee. Le probleme direct, c'est-a-dire le calcul de ces champs lorsque le fond est connu, est analyse au moyen de methodes exactes et approchees (methodes de born, wkb et d'acoustique geometrique pour une insonation plane, methode de la phase stationnaire pour une insonation cylindrique). L'inversion est developpee a l'aide de plusieurs methodes operant tant dans le domaine frequentiel que dans le domaine temporel. Elles sont soit exactes (techniques de gel'fand-levitan, exploitation de la reponse indicielle, inversion optimale) soit approchees (acoustique geometrique, impediographie, born classique et born distordue). De nombreuses reconstructions de profils de parametres sont presentees qui illustrent les performances de ces differentes methodes, une attention particuliere etant portee a leur robustesse au bruit et aux erreurs de modele