CINC-RSF - Caractérisation des interfaces de structures de chaussées par technique radar à sauts de fréquence | FEREC 2018

Caractérisation des interfaces de structures de chaussées par technique radar à sauts de fréquence Le travail proposé dans le projet FEREC a pour objectif de tester la faisabilité de cette méthodologie de traitement, dans des conditions plus sévères d’épaisseurs et de rapport signal à bruit plus faible. Si cela fonctionne, on disposera d’une méthode pour estimer l’épaisseur du défaut, complémentaire de la méthode qualitative de référence ART, évoquée plus haut. 3.7.2 Traitement des signaux radar Les méthodes à fort pouvoir de résolution temporelle sont basées sur un modèle simplifié de signal radar (appelé également Ascan). Moyennant des hypothèses d’ondes quasi-planes, chaque Ascan radar est supposé être la somme de copies retardés et atténués de l’impulsion radar émise. On exprime le signal dans le domaine fréquentiel (donc directement les signaux issus du VNA pour le radar à sauts de fréquence), car cette formulation permet d’exploiter pleinement des propriétés mathématiques particulières. Pour favoriser le fonctionnement de ces méthodes, on focalise le traitement sur le signal d’interface. On utilise pour ce faire un fenêtrage temporel ( time gating ) ,qui est centré sur le maximum de l’enveloppe de l’écho d’interface. Le fenêtrage temporel, implique de passer par deux transformées de Fourier successives comme indiqués dans le synoptique de la Fig. 12. En outre, pour ces méthodes, on a besoin de connaitre la forme de l‘impulsion radar. Pour ce faire, on isole l’écho radar de surface dans le Ascan si cela est possible, ou bien, on réalise une mesure spécifique sur une plaque métallique. La dernière étape de prétraitement, i.e., le moyennage en sous-bandes, permet de réduire la corrélation statistique entre les deux échos qui se succèdent. Autrement, la méthode perdrait de son pouvoir de résolution temporelle. Deux méthodes HR sont été sélectionnées pour ces tests. MUSIC ( Multiple Signal Classification ) ou méthode du goniomètre est la plus connue et une des plus anciennes méthodes haute résolution. Elle nécessite une étape assez coûteuse en temps de calcul, de décomposition en éléments propres de la matrice de covariance des données radar. La méthode OPM ( Orthogonal Projector Method ), introduite au cours des années 90s, présente l’avantage d’une complexité calculatoire plus réduite, tout en en fournissant des performances équivalentes à fort rapport signal à bruit. Figure 12. Synoptique du traitement des signaux (Ascan) radar 3.7.3 Illustrations La Figure 13 présente un exemple de coupe-temps (ou profil ou Bscan ) radar obtenu pendant la campagne de 2012 au-dessus d’un défaut artificiel du manège (ici, géotextile). Le premier écho est l’écho de surface, le second est celui de l’interface à surveiller. La zone avec décollement est facilement détectable par un renforcement de l’amplitude de l’écho d’interface, en comparaison de celui sur la zone saine. Les algorithmes HR sont appliqués sur la partie gauche du Bscan uniquement. Lauréat de l’appel à projets 2018 Fondation FEREC « Des innovations numériques pour la conception, la construction, l’évaluation et la maintenance des infrastructures » 17