Note publique d'information : L'objectif de cette thèse consiste en une modélisation numérique de l'interaction
entre une onde électromagnétique émanant d'un radar d'observation aéroporté et une
scène marine, c'est-à-dire une étendue d'eau de mer de caractéristiques physiques
déterminées, portant éventuellement un ou plusieurs objets de composition métallique
en surface, et d'évolution temporelle donnée. À cette fin, l'étude que nous avons
menée fait appel à différentes techniques de modélisation numérique de la propagation
ondulatoire électromagnétique : on s'est dans un premier temps penché sur l'utilisation
de la technique des différences finies, puis sur le principe TLM (Transmission-Line
Matrix), hérité du domaine des micro-ondes. Chacune des deux méthodes est appliquée
au comportement de l'onde électromagnétique de manière locale, à proximité de la surface
de mer uniquement, la simulation de la propagation en espace libre étant assurée par
des moyens géométriques. Nous proposons dans un premier temps une brève étude critique
de l'opportunité des méthodes numériques et de leur faisabilité en termes de demande
en ressources de calcul notamment. Après cette évaluation théorique, un suivi du développement
de l'implantation de la solution retenue est proposé. Nous présentons par la suite
diverses applications de notre méthode de simulation : évaluation de la surface équivalente
radar d'un patch de mer, dérivation de cartes de réflectivité, extension de l'évaluation
de la surface équivalente radar à une grande zone de mer, mise en évidence de l'effet
de la rugosité sur la puissance rétrodiffusée, simulation de l'observation par radar
à synthèse d'ouverture d'un objet manufacturé sur une scène de mer, et comparaison
de l'observation de scènes marines statiques et mouvantes. Le champ d'application
des travaux présentés est large. Le travail de thèse s'inscrit dans le cadre du projet
de développement MODENA, mené à l'échelle régionale bretonne, dont l'objectif est
le développement d'outils de simulation d'acquisition radar au dessus de la surface
de l'océan. À cet égard, les avancées théoriques et pratiques détaillées dans ce rapport
de thèse offrent des perspectives intéressantes quant à la modélisation de telles
observations.
Note publique d'information : The aim of this thesis consists in numerically modelling the interaction between an
electromagnetic wave emitted by an airborne observation radar and a maritime scene,
i.e. an expanse of sea water of determined physical characteristics, possibly bearing
one or several objects of metallic constitution on its surface, with a given temporal
evolution. To this end, the study we carried out draws on different numerical modelling
techniques for electromagnetic wave propagation: to begin with, the Finite-Differences
Time-Domain (FDTD) technique was investigated, then the Transmission-Line Matrix method,
inherited from the microwave domain, was studied. Each of the two methods is applied
to the behaviour of the electromagnetic wave locally, in the vicinity of the sea surface
only, the free space propagation simulation being undertaken through geometrical means.
We propose a brief critical survey of the appropriateness of numerical methods and
of their feasibility, particularly in terms of computation resources. After this theoretical
study, we follow the development and implementation of the solution retained. We subsequently
present several applications of our simulation method: radar cross section evaluation
for small sea patches, derivation of reflectivity maps, extension of the radar cross
section estimation to a large sea zone, yielding of the sea surface roughness influence
upon the backscattered power, simulation of the synthetic aperture radar observation
of a manufactured object in a sea scene, and comparison of the observation of static
and moving sea scenes. The area of application of the work presented here is wide.
The frame for the thesis is the MODENA development project, led at the Breton regional
level, and whose objective is the development of radar acquisition simulation tools
above the ocean's surface. In that respect, the theoretical and practical advances
detailed in this thesis report widen the scope of the
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