Soutenance de thèse de William XERRI

La localisation des canalisations en polyéthylène enterrés est un problème important pour les gestionnaires de réseaux. Cette étude se concentre sur une méthode acoustique. Le principe est de faire vibrer la conduite et d’observer l’onde acoustique reçu par des récepteurs placés à la surface du sol. Une méthode couramment utilisée en géo-détection est de mesurer l’énergie du signal reçu avec un capteur à la surface du sol. Le passage de la canalisation est estimé en repérant la position du récepteur pour laquelle le maximum d’énergie est mesuré. Cette méthode permet de suivre le cheminement de la canalisation mais ne donne aucune information sur la profondeur. Nous avons développé une méthode multi-capteurs qui permet d'estimer la profondeur tout en étant non-invasive et non-destructive et sans information a priori sur le milieu de propagation. Nous avons adapté l’algorithme MUSIC afin d’estimer la profondeur et la vitesse de propagation dans le milieu qui est une variable importante dans notre problématique. Cet estimateur est adapté à notre choix de modélisation. Dans cette étude, nous présentons deux modèles de temps de parcours de l’onde acoustique qui sont représentatifs de situations que nous avons observé lors d’essais terrain. Le premier représente le cas où le sous-sol est suffisamment faiblement hétérogène pour considérer une vitesse moyenne de propagation dans le milieu. Le second représente le cas où le changement de milieux entre intérieur et extérieur de la tranchée est suffisamment marqué pour considérer une vitesse moyenne de propagation différente à l’intérieur et à l’extérieur de celle-ci. Dans le but de discuter théoriquement sur la précision des variables suivant la modélisation nous nous sommes intéressés à la borne de Cramér-Rao. Afin de montrer la faisabilité de la méthode, nous présentons certaines de nos prises de mesures expérimentales ainsi que des résultats obtenus sur les données réelles. Cette méthode vise à fournir un résultat rapide pour permettre son utilisation par des agents de terrain.

Localization of buried polyethylene pipes is an important issue for network operators. This study focuses on an acoustic method. The principle is to vibrate the pipe and to observe the acoustic wave received by sensors placed on the ground surface. A common method used in geo-detection is to measure the energy of the signal received with a sensor on the ground surface. The passage of the pipe is estimated by locating the position of the receiver for which the maximum energy is measured. This method allows following the path of the pipe but does not give any information on the depth. We have developed a multi-sensor method that allows to estimate the depth while being non-invasive and non-destructive and without any a priori information on the propagation medium. We have adapted the MUSIC algorithm to estimate the depth and velocity of propagation in the medium which is an important variable in this problem. This estimator is adapted to our modeling choice. In this study, two travel time models are presented. These models are representative of situations observed during field tests. The first one represents the case where the underground is sufficiently weakly heterogeneous to consider an average velocity of propagation in the medium. The second one represents the case where the change of medium between inside and outside of the trench is sufficiently marked to consider a different average propagation velocity inside and outside of the trench. In order to theoretically discuss the accuracy of the variables according to the modeling we are interested in the Cramér-Rao bound. In order to show the feasibility of the method, some of our experimental measurements as well as results obtained on real data are presented. This method aims to provide a quick result to allow its use by field agents.