Un effet non prévu de l’utilisation d’un tir laser est l’enregistrement du pulse électromagné-tique par le système acousélectromagné-tique (Fig. 1.15). Cette pollution provenant des très fortes énergies du tir laser se manifeste dans les données acoustiques comme un signal occultant complètement l’acquisition acoustique. La structure "en accordéon" de l’enregistrement montre qu’il s’agit d’une onde réverbérée par le guide d’onde, exactement comme l’onde acoustique. La durée de cette pollution est inférieure à la fréquence d’échantillonage du système acoustique, elle ne dure que quelques émissions de la séquence “round-robin”. Par conséquent son effet sur les données acoustiques est très limité est facilement corrigeable.
Lorsque l’onde de choc générée par le claquage laser rencontre la surface de l’eau, la sur-pression de l’onde exerce une force sur la surface et la déplace localement. La perturbation se propage sous la forme d’une onde de surface (communément appelée "vague"). Cette variation de hauteur du guide d’onde modifie le champ de pression acoustique entre les barrettes émettrice et réceptrice, ce qui est déjà visible sur les données enregistrées brutes (Fig. 1.16).
Un exemple de suivi de rayon au cours du temps d’acquisition est montré en 3 dimensions dans la figure 1.17. On voit que l’ellipsoïde issue de la DFV bouge dans les trois dimensionsθe,
θr,tpropagation lorsque la surface est perturbée. L’amplitude du signal, représentée de manière relative par la taille des points, varie au même moment que les coordonnées de l’ellipsoïde.
I - Expérience, Données Brutes et Traitement de Signal
Figure 1.16 – (a) Enregistrement acoustique pour l’élément émetteur numéro 30 et l’élement récepteur numéro 10, pour le système au repos (tacq <0s). On rencontre un signal typique des environnements réverbérants, avec la premières arrivée acoustique en tprop = 680µs, suivie des échos du guide d’onde, où chaque écho est associé à un trajet différenti.e. un rayon propre du guide d’onde. (b) Le signal acoustique est enregistré 100 fois par seconde, pendant un temps d’acquisition de 5 secondes. Ce processus permet de mesurer les variations du champ acoustique lorsque le guide d’onde est perturbé. La figure montre le suivi des arrivées encadrées en rouge ([713-725 µs]) dans la figure (a). La perturbation du guide d’onde causée par le tir laser est visible à partir du temps d’acquisitionTacq= 0s(tirets noirs). On voit clairement les oscillations du champ de pression causées pas les oscillations de la surface. Notons que les deux arrivées présentées ne sont pas affectées de la même manière, celle de droite (tprop ≈722µs) montrant par exemple des oscillations plus longtemps (jusqu’àtacq = 0.8s).
I - Expérience, Données Brutes et Traitement de Signal
Figure 1.17 – Suivi d’une ellipsoïde, associée à un faisceau acoustique issu de la DFV, au cours du temps d’acquisition dans l’espace 3D [θe, θr, t] (a) pendant l’itération 6 de l’expérience. La couleur des points indique le temps d’acquisition de ces points. Le laser est tiré au temps
tacq = 0s. La taille des points est liée (à un facteur près) à l’amplitude acoustique au centre de la tache. (b) Projection du suivi de l’ellipsoïde sur le sous-espace [θr, t]. (c) Projection du suivi de l’ellipsoïde sur le sous-espace [θe, t]. (d) Projection du suivi de l’ellipsoïde sur le sous-espace [θe, θr].
I - Expérience, Données Brutes et Traitement de Signal
Figure 1.18 – Quatre graphiques montrant les variations au cours du temps d’acquisition des quatres observables pour le même rayon que la figure1.17:θe,θr,tpropagation et l’amplitude. Le laser est tiré àtacq= 0s. Les variations issues des expériences 5 (bleue) et 6 (rouge) sont compa-rées. Les variations pour l’expérience 6 sont environ 10 fois plus fortes que pour l’expérience 5.
Les variations de ces quatres observables sont représentées en fonction du temps d’acqui-sition dans la figure 1.18. Le même rayon est représenté pour deux expériences différentes, les expériences no 5 et no 6, qui ont des paramètres d’excitation de la surface différentes. On voit sur la figure 1.18 une variation similaire entre les deux expériences 5 et 6, mais avec une ma-gnitude différente. L’expérience 6 montre des perturbations de l’ordre de 10 fois plus fortes que l’expérience 5, pour les quatres observables.
De la même manière, on compare sur la figure 1.19 les maxima des variations des quatres observables au cours du tir laser, pour chaque expérience. Seules les variations du rayon consi-déré sur la figure 1.18 sont prises en compte. Pour cette comparaison on utilise les variations normalisées pour pouvoir les exprimer en pourcentage [%]. Le variation de temps de propaga-tion est normalisée par la période du signal (1µs), les variations des angles sont normalisées par la largeur du lobe centrale de la DBF à mi-hauteur (6 deg), les variations d’amplitude sont normalisées par l’amplitude du signal reçu lorsque le guide d’onde est au repos. Cette représen-tation permet de voir l’étendue des données acquises, avec des variations allant de l’ordre de 0.2% à plus de 10%. Les expériences présentant les plus fortes variations sont celles qui, dans le tableau1.1, ont les plus fortes puissances de tir du laser, ou la hauteur de claquage au dessus de l’eau la plus faible. Cette relation est discutée plus en détails dans le chapitre III : Inversion, où elle servira à contrôler les résultats de l’inversion en vérifiant leur cohérence avec les variations des observables.
I - Expérience, Données Brutes et Traitement de Signal
Figure 1.19 – Comparaison des maxima des variations des quatres observables au cours de la perturbation de la surface du guide d’onde, pour les 17 expériences exploitables. On voit que la magnitude de variation des observables est différente en fonction de l’expérience. Cette magnitude de variation est à mettre en relation avec les paramètres d’excitation présentés en tableau1.1.