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IMAGERIE DES RÉFLECTEURS DU SOUS-SOL: Résultats de la campagne de mesure RANETA/NETLANDER en Antarctique V.Ciarletti, A.Le Gall, J.J.Berthelier, R.Ney,

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1 IMAGERIE DES RÉFLECTEURS DU SOUS-SOL: Résultats de la campagne de mesure RANETA/NETLANDER en Antarctique V.Ciarletti, A.Le Gall, J.J.Berthelier, R.Ney, F.Dolon CETP/IPSL A. Reineix IRCOM

2 Un radar impulsionnel polarimétrique HF  Principales caractéristiques du radar Radar immobile posé sur le sol (Mission NETLANDER CNES) Localisation des réflecteurs (distance et direction) à grande profondeur Estimation de la permittivité complexe du sous-sol proche  Quelques chiffres Fréquence centrale : 2  4 MHz Durée de l’impulsion : 0.25  10  s Nombre d’acquisitions cohérentes : 1  2 24 Codage : biphase, BPSK Sondage en profondeur Amélioration du SNR

3 Grandeurs mesurées  Champ électrique horizontal 2 dipôles amortis orthogonaux de 70 m de long  Ex Ey  Champ magnétique Antenne magnétique orientable  Hx Hy Hz  Champ électrique horizontal  Champ magnétique complet Localisation des réflecteurs en distance et direction k H EhEh

4 Grandeurs mesurées  Impédance de l’antenne électrique Estimation de la permittivité effective du sous-sol proche Impédance simulée (FDTD) Partie imaginaire Partie réelle  

5 Effet des additions cohérentes

6 139.2°139.3°139.4°139.5°139.6° -66.5° -66.4° km Prud'homme 426 m 370 m 285 m 647 m 1032 m 892 m 641 m L’expérience RANETA (RAdar de NEtlander en Terre Adélie) Reference H d GPR Glace Socle 60 ° 70 ° Dumont d'Urville

7 Mesures de l’impédance de l’antenne électrique Partie réelle Frequence (MHz) EA1 EA2 Partie imaginaire Frequence (MHz)  r~3  ~

8 Un jeu complet de données Ex Ey Hx Hy Hz Retard de propagation (  s) Niveau reçu (mV) Ex Ey GPR Hx Hy Hz

9 Mesures copolaires à différentes fréquences Niveau reçu (mV) Retard de propagation (  s)

10 Mesures copolaires en différents endroits 31/01/04 H=285m 04/02/04 H=370m 29/01/04 H=413m 22/01/04 H=426m 01/02/04 H=618m 24/01/04 H=891m Retard  t (  s) Distance estimée d(m) Niveau reçu (mV)

11 Bilan de liaison Emission Réception divergence Attenuation cible Pertes (dB) H r mesuré H r calculé(*) (  =0.44) H r FDTD (  =0.44) 29/01/2004 d=520m92 dB T T T 01/02/2004 d=890m118 dB T T_ (*)  Description du sous-sol  Mesures  Electronique du radar  Modélisation FDTD    

12 Influence de la fréquence sur les retards mesurés

13 Influence de la fréquence sur les pertes de propagation divergence Attenuation cible

14 Résultat préliminaire de reconstitution du socle Ex Ey GPR Hx Hy Hz

15 Conclusions et perspectives Données de qualité Bilan de liaison raisonnable Validation du concept du GPR de NETLANDER Nécessité d’une modélisation électromagnétique fiable Interaction forte entre développement, mesure et modélisation Version bistatique testée avec succès sur la dune du Pyla Applications sur terre : Glaciologie,… Participation à des campagnes d’inter comparaison sur des analogues martiens (LPI, SWRI, JPL)


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