Traitement de l'amplitude des échos parasites du GPR pour la détection de cibles géologiques peu profondes

Résumé

L'analyse du clutter dans les A-scans produits par l'énergie diffusée aléatoirement dans certaines structures géologiques spécifiques, fournit des informations sur les changements dans la géologie sédimentaire peu profonde. Les A-scans sont composés de l'énergie cohérente reçue des réflexions sur les discontinuités électromagnétiques et des ondes incohérentes provenant de la diffusion dans les petites hétérogénéités. Les ondes réfléchies sont atténuées en raison de l'absorption, de l'étalement géométrique et des pertes dues aux réflexions et aux diffusions. Par conséquent, l'amplitude de ces ondes diminue et, à certains temps de parcours dans les deux sens, devient de la même ampleur que le bruit de fond dans le radargramme, principalement produit par la diffusion. L'amplitude du bruit de fond moyen est plus élevée lorsque la dispersion de l'énergie augmente. Ainsi, l'amplitude moyenne mesurée dans une fenêtre temporelle correctement sélectionnée est une mesure de la quantité d'énergie diffusée et, par conséquent, une mesure de l'augmentation des diffuseurs dans le sol. Cet article présente un traitement simple qui permet de déterminer l'amplitude moyenne de l'énergie incohérente (MAEI) pour chaque A-scan, qui est représentée en face de la position de la trace. Cette procédure est testée dans une étude de terrain, dans une ville construite sur un bassin sédimentaire. Le bassin est traversé par un grand nombre de cours d'eau souterrains cachés et de paléochenaux. Les structures sédimentaires dues aux dépôts alluviaux produisent une quantité de rétrodiffusion aléatoire de l'énergie qui est mesurée dans une fenêtre de temps. Les résultats sont comparés le long de toute la ligne radar, ce qui permet de localiser les cours d'eau et les paléocanaux. Des modèles numériques ont également été utilisés afin de comparer les traces synthétiques avec les radargrammes de terrain et de tester la méthodologie de traitement proposée. Les résultats soulignent l'importance du MAEI sur les cours d'eau ainsi que l'existence d'une zone environnante où l'amplitude augmente de la valeur moyenne au maximum obtenu sur la structure. Les simulations montrent que cette zone ne correspond à aucun changement géologique particulier mais est la conséquence du trajet de l'antenne qui reçoit l'énergie diffusée avant d'arriver aux dépôts alluviaux.