Seafloor reflectivity measurment: comparison from multibeam echo sounder, subbottom profiler and High Resolution seismic data
Comparaison des données de réflectivité issues des sondeurs multifaisceaux, sondeurs de sédiments, et sismique HR3D
Résumé
The aim of this study is to understand the variations of acoustic reflectivity values, obtained with differents geophysical tools (different frequency bandwidth), through the same surface. According to Eckart's model, a plane wave echo reflected from a rough surface is reduced in amplitude compared to the one issued from a smooth surface. The difference in amplitude may be evaluated using the Rayleigh parameter defined as the ratio of the acoustic wavenumber over the roughness surface. A validation of this model is proposed through laboratory experimentation then a new pulse compression processing sequence of subbottom profiler data is proposed. This new approach leads to the evaluation of a set of frequency related reflection coefficient values which allows a seabottom roughness evaluation following Eckart's theory and a thin layer detection. The methodology was applied on a marine geophysical data set, and reflectivity values evaluated through different frequency bandwidths (10² Hz, 103 Hz, 104 Hz) were compared. A new deconvolution approach, mixed to the roughness studding could explain differences between reflectivity maps obtained with different geophysical tools.
Le but de cette étude est de comprendre les variations de réflectivité acoustiques obtenues sur une même zone à partir de trois outils géophysiques différents (par leur fréquence de travail).
Après une validation du modèle de Eckart en laboratoire, qui prédit l'effet de la rugosité de l'interface sur le champ acoustique réfléchi via le paramètre de Rayleigh (mesure du rapport de la rugosité à la fréquence incidente), une nouvelle méthode de compression d'impulsion des données du sondeur de sédiments est proposée pour accéder à la dépendance fréquentielle du champ cohérent réfléchi, et ainsi à une estimation de l'écart-type de la rugosité de l'interface. Ce traitement conduit de plus à la détection de couche mince. Cette approche est par la suite appliquée sur un jeu de données de géophysique marine et les différentes réflectivités mesurées dans trois bandes de fréquence distinctes (102 H, 103 Hz, 104 Hz), peuvent être confrontées. La prise en compte du facteur de rugosité à l'échelle du sondeur de sédiment, associée à une méthode de déconvolution permet d'expliquer en partie, les différences entre les cartes de réflectivité obtenues à l'aide d'outils géotechniques différents.
Après une validation du modèle de Eckart en laboratoire, qui prédit l'effet de la rugosité de l'interface sur le champ acoustique réfléchi via le paramètre de Rayleigh (mesure du rapport de la rugosité à la fréquence incidente), une nouvelle méthode de compression d'impulsion des données du sondeur de sédiments est proposée pour accéder à la dépendance fréquentielle du champ cohérent réfléchi, et ainsi à une estimation de l'écart-type de la rugosité de l'interface. Ce traitement conduit de plus à la détection de couche mince. Cette approche est par la suite appliquée sur un jeu de données de géophysique marine et les différentes réflectivités mesurées dans trois bandes de fréquence distinctes (102 H, 103 Hz, 104 Hz), peuvent être confrontées. La prise en compte du facteur de rugosité à l'échelle du sondeur de sédiment, associée à une méthode de déconvolution permet d'expliquer en partie, les différences entre les cartes de réflectivité obtenues à l'aide d'outils géotechniques différents.
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