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Spécial “ Acoustique sous-marine ”
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Acoustique
&
Techniques n° 48
calcul sont correctes et que tous les paramètres pertinents
du problème ont bien été pris en compte. Ceci permet des
comparaisons expérimentations/modèles, qui permettent à
leur tour de faire progresser à la fois l’expérimentation (par
la mise en place de techniques de mesures de plus en plus
performantes) et les modèles numériques (par la prise en
compte par exemple, de certains paramètres qui avaient été
négligés en première approximation).
Dans l’étude qui a été présentée ici, on a considéré uniquement
des signaux monochromatiques, mais le cas des signaux
impulsionnels a été également testé, pour observer l’évolution
des phénomènes au cours du temps. Dans ce cas particulier,
si l’expérimentation en cuve peut s’effectuer dans des temps
raisonnables (de l’ordre de quelques heures) pour obtenir des
représentations temporelles du champ acoustique, les codes
numériques temporels, demandent quant à eux, des durées
de plusieurs jours, voire plusieurs semaines, pour obtenir des
résultats qui puissent être comparés [9]. Dans ces conditions,
l’expérimentation en cuve, qui permet de tester rapidement
des configurations géométriques différentes, devient l’outil
privilégié des techniques numériques, pour analyser des
géométries de plus en plus complexes, et qui se rapprochent
de plus en plus de situations réelles.
Précisons enfin que ces modèles 3D, testés en cuve pour
des applications petits fonds, ont un domaine d’application
beaucoup plus vaste, et qu’ils peuvent être utilisés pour des
propagations océaniques à grandes distances, pour calculer
de façon précise les niveaux acoustiques reçus après des
milliers de kilomètres de propagation. De telles applications
recouvrent aussi bien les grandes expérimentations à échelle
mondiale, pour étudier les effets du réchauffement de la
planète que la mise en place d’observatoires et de stations
acoustiques d’écoute, pour contrôler l’application du traité
d’interdiction complète des essais nucléaires (TICE). Le CEA,
en charge de la surveillance internationale de l’application
de ce traité, est confronté également à ces problèmes de
propagation 3D, et implante ces nouveaux codes sur des
calculateurs à architecture massivement parallèle [10].
Références bibliographiques
[1] A. Tolstoy, 3-D propagation issues and models, J. Comput. Acoust. 4 (3), 43-
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[2] Y. Jiang, N. R. Chapman, H. A. DeFerrari, Geoacoustic inversion of broadband
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(2006).
[3] F. Sturm, Numerical simulations with 3DWAPE considering shallow water
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[4] L. D. Hampton, Acoustic properties of sediments, J. Acoust. Soc. Am. 42 (4),
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[5] K. L. Williams, D. R. Jackson, E. I. Thorsos, D. Tang, S. G. Schock,
Comparison of sound speed and attenuation measured in a sandy sédiment to
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[6] R. D Stoll, Acoustic waves in saturated sediments, In Physics of sound in
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[7] M. D. Collins, Higher order Padé approximations for accurate and stable
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Acoust. Soc. Am. 89 (3), 1050-1057 (1991).
[8] F. Sturm, J-P. Sessarego, D. Ferrand, Comparison of parabolic equation
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2006, Portugal), Vol. 1, pp. 427-432.
[9] F. Sturm, Numerical study of broadband sound pulse propagation in three-
dimensional oceanic waveguides, J. Acoust. Soc. Am. 117 (3), 1058-1079
(2005).
[10] K. Castor, F. Sturm, P. F. Piserchia, Analysis of 3-D acoustical effects in
a realistic environment, Proceedings, International Conference « Underwater
Acoustic Measurements : Technologies & Results » (Heraklion, Crete, Greece,
28th June — 1st July 2005).
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La propagation océanique en eau peu profonde : modèles et expérimentations