Contribution au développement de méthodes thermiques en vue de la détection d'objets enfouis

Other literature type French OPEN
Jacotin, Arnaud (2003)
  • Subject: Mines terrestres | Détection thermique | Thermographie infrarouge | Chauffage infrarouge | Chauffage micro-onde | Modèle de climat | Modèle de sol | Problèmes inverses | 530

Dans toutes les zones de conflits, passés ou présents, des mines sont enfouies. Cela cause des dommages humains très importants, pendant des décennies après la fin des hostilités. En 1997, les accords d’Ottawa, interdisant la production, le stockage, la vente et l'utilisation des mines, ont marqué la prise de conscience politique du problème. Des actions sont également menées dans le domaine de la recherche et du développement de nouvelles techniques de détection et de déminage. En accord avec les activités de l'ONERA, ce travail se propose de mettre en œuvre aussi bien numériquement qu'expérimentalement, des méthodes thermiques en vue de la détection d’objets enfouis. Ainsi, l'influence d’un chauffage par un rayonnement électromagnétique sur la signature thermique d’objets enfouis sera étudiée en laboratoire. Cela implique le couplage numérique entre un modèle de diffusion thermique et un modèle de propagation électromagnétique en vue de comprendre les effets d’un rayonnement pénétrant dans le sol. Ensuite, un chauffage surfacique sera effectué grâce à des lampes infrarouges dans les mêmes conditions expérimentales. Enfin, l'influence du climat sur la signature thermique d’un objet enfoui sera caractérisée grâce à une expérience de thermographie infrarouge passive menée en extérieur. La simulation numérique des conditions extérieures a nécessité le couplage d’un modèle de climat avec un modèle thermique de sol. L'identification des propriétés physiques du sol et de celles des objets par méthode inverse a montré que la caractérisation d’objets par une méthode thermique non intrusive est fortement influencée par les conditions environnementales. Every present or former battlefield around the world is affected by landmines, causing severe damages to populations, even decades after conflicts come to an end. The 1997 Ottawa landmine ban treaty is a great political commitment from international community. Actions have hence been undertaken in several fields, among which, research and development of new removal and detection techniques. Part of ONERA applied research mission, this study aims at developing numerical and experimental thermal methods in order to detect objects buried in soil. Effect under laboratory conditions of microwave heating on the surface thermal signature of an object is first being investigated. Numerical approach implies coupling heat transfer with electromagnetical wave propagation in a material medium. This leads to understanding thermal effects of penetrating waves in a soil. Results will be compared to thermal effects induced by surface heating device under similar environmental conditions. That is why, active thermography experiments due to infrared lamps have been carried and numerically simulated. Endly, climate influence on surface thermal signature of a buried object has been characterise thanks to outdoor passive infrared thermography tests. Numerical simulations bring about coupling climate model with thermal soil model. Soil and object physical properties identification have been performed and point out the influence of environmental conditions on a non intrusive thermal method to characterise buried objects.
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