Gradiomètre planaire aéroporté pour l'étude de la gravité en zones littorales - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2015

Airborne planar gradiometer for gravity study in coastal aera

Gradiomètre planaire aéroporté pour l'étude de la gravité en zones littorales

Résumé

The variations of the gravitational field at a spatial resolution lower than 100 km is essential to address many geodetic and geophysical questions but still remain poorly covered. It is particularly the case in land-sea transition area where the gravity fiels is poorly covered and the quality is heterogeneous. Here we put forward airborne gravity gradiometry as a convenient way to adress these limitations and we analyze in this thesis a new airborne acceleration gradiometer : GREMLIT. First, the adaptation fo this ultra-sensitive sensor to airborne conditions is studied. To avoid saturation, the accelerations detected by the sensitive axis of the gradiometer's accelerometers must be below 10e-4m.s-2. The suggested solution consists in fixing GREMLIT on a double-gimbal controlled platform. This solution is evaluated and validated for real flight dynamic conditions. Then, we assess thanks to a numerical simulator the total error on the gravitational gradients that would have been determined during an airborne survey. The simulation includes a gyrometer's bias calibration which is fully described. We show that it is possible to reach a precision 1E/(Hz)1/2 for a spatial resolution of 2 km, after an along-track Gaussian filtering in the local reference frame. The interested of airborne gravitational gradiometry for the study of coastal currents is finally discussed. In particular, a numerical method to compute the vertical deflection from gridded gravity gradients data is presented.
Les variations du champ de gravité aux échelles inférieures à 100 km recèlent beaucoup d'informations utiles en géodésie, géophysique et prospection mais restent peu couvertes. C'est notamment le cas des transitions terre-mer où les données gravimétriques sont éparses et de qualité hétérogène. Pour dépasser ces limitations, nous proposons d'utiliser la gradiométrie en gravimétrie aéroportée et analysons dans cette thèse un nouveau concept de gradiomètre électrostatique : GREMLIT. Dans un premier temps, l'adaptation de cet instrument ultrasensible à l'environnement dynamique d'un avion est étudiée. Les accélérations sur les axes sensibles des accéléromètres composant le gradiomètre doivent, en effet, rester inférieures à 10e-4m.s-2 pour éviter la saturation. La solution proposée consiste à fixer GREMLIT sur une plateforme asservie en rotation. Cette solution est évaluée pour des conditions de vol réelles et validée. Par la suite, nous estimons grâce à un simulateur l'erreur totale sur les gradients de gravité qui seraient déterminés lors d'un relevé aéroporté. Cette simulation comprend notamment une phase indispensable d'étalonnage des biais des gyromètres qui est décrite. Nous montrons qu'il est possible d'atteindre une précision 1E/(Hz)1/2 pour une résolution de 2 km après un filtrage gaussien sur les gradients de gravité exprimés dans le repère local. L'utilisation et l'intérêt de la gradiométrie aéroportée pour l'étude des courants côtiers sont finalement discutés. A cet effet, les bases d'une méthode numérique de calcul de la déviation de la verticale à partir d'une grille de mesure de gradient de pesanteur sont présentées.
Fichier principal
Vignette du fichier
DMPH15014.1430990303-1.pdf (7.09 Mo) Télécharger le fichier
DMPH15014.1430990303.pdf (7.09 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates et versions

tel-01151736 , version 1 (13-05-2015)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01151736 , version 1

Citer

K. Douch. Gradiomètre planaire aéroporté pour l'étude de la gravité en zones littorales. Instrumentations et Détecteurs [physics.ins-det]. UNIVERSITÉ SORBONNE PARIS CITÉ, 2015. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01151736⟩
279 Consultations
557 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More