Caractérisation de la subsurface martienne par sondage radar et analogie terrestre

Résumé: Les sondeurs radar basse fréquence, MARSIS et SHARAD, actuellement en orbite autour de la planète Mars, fournissent de nombreuses informations concernant la nature et les différentes structures présentes dans la subsurface martienne. Cependant, l’analyse des données acquises par ces sondeurs radar et l’interprétation des informations contenues dans ces données présentent de nombreuses ambiguïtés. Dans ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés aux différents mécanismes de perte intervenants dans l’atténuation globale du signal radar afin de mieux contraindre l’analyse des données radar. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés à la subsurface de la région centrale d’Elysium Planitia. Nous avons tout d’abord analysé les données radar MARSIS issues d’une zone de la plaine d’Athabasca que nous avons comparé avec des données modélisées afin de caractériser la nature de la subsurface. Puis, nous avons étendu notre étude à la plaine de Cerberus Planitia. Cette étude a été réalisée à partir de cartes d’atténuation du signal MARSIS en fonction de la profondeur. Enfin, nous avons étudié le comportement fréquentiel des différents mécanismes de perte du signal radar se propageant dans un sous-sol gelé tel que ceux rencontrés à la surface de Mars. Pour cela, nous avons réalisé une campagne de sondages radar et électrique dans la région de Fairbanks (Alaska), reconnue comme un bon analogue terrestre aux terrains gelés sur Mars. Abstract: The low frequency radar sounders, MARSIS and SHARAD, currently orbiting around Mars, provide numerous information about the nature and the different structures in the Martian subsurface. However, the radar sounders data analysis and information interpretation present numerous ambiguities. In this PhD work, we studied the different loss mechanisms observed in the total radar signal attenuation in order to better constrain the radar data analysis. We studied particularly the subsurface of central Elysium Planitia. We first analyzed MARSIS radar data acquired over Athabasca plain that we compared to modeled signal in order to characterize the nature of the subsurface. Then, we studied the area of Cerberus plain. For that, we computed MARSIS signal attenuation map versus depth. Finally, the frequency behavior of the different loss mechanisms of a radar signal propagating across a frozen ground has been investigated. For that, we led a ground penetrating radar and resistivity investigations fieldwork in the area of Fairbanks (Alaska) which has been recognized as one of the best terrestrial analog to frozen grounds on Mars.