Détection et suivi de navires par des observations sismologiques et hydroacoustiques de fond de mer”.

Dans le cadre de l’expérience RHUM-RUM (Réunion Hotspot and Upper Mantle – Unterer Mantel Meetings), 57 sismomètres ont été déployés autour de l’île de la Réunion. L’analyse des enregistrements montre que ces instruments ont enregistré de nombreux signaux identifiés comme étant dus aux passages de navires. A partir des archives des trajectoires des navires ayant croisé dans l’Océan Indien non loin de ces instruments, cette thèse développe des méthodes visant à détecter et localiser des sources acoustiques dans une gamme de fréquence frontière entre le domaine de la sismologie et de l’acoustique sous-marine (1-50 Hz). Un premier travail de calibration des sismomètres pour cette tâche est développé et se base sur la connaissance de la trajectoire des navires pour retrouver l’orientation et la localisation exacte des instruments au fond de l’océan. Cette tâche est par nature difficile lors du déploiement et nécessite souvent des méthodes chronophages. Une méthode de détection et de suivi applicable aux navires marchands passant à moins de 100 kilomètres est mise au point. Cette méthode est adaptable à d’autres sources acoustiques océaniques comme les baleines. Pour reconstituer les trajectoires de sources acoustiques, ce travail s’appuie sur : une étude détaillée de la propagation des ondes par trajets multiples de la surface des océans à leur fond ; l’utilisation combinée du sismomètre trois composantes et de l’hydrophone comme capteur acoustique vectoriel ; des méthodes capables de traiter des signaux continus et intrinsèquement aléatoires tel le bruit émis par les navires. L’utilisation d’une approche Bayésienne permet la construction de détecteurs optimaux au regard des a priori physiques et statistiques disponibles. Cette thèse inaugure l’étude du bruit des navires par les sismomètres de fond de mer en deux manières. Le bruit des navires peut être utilisé comme une source d’opportunité et permet des inversions sur les paramètres d’intérêt. Les sismomètres de fond de mer peuvent être utilisés comme des observateurs des océans et peuvent servir d’outils de monitoring maritime.