Abstract : This thesis deals with the analysis of radar measurements (C band) in VV and HH polarisations to
improve the understanding of the interactions between the sea surface and the electromagnetic incident
wave in order to study the sea surface. First, we propose an empirical model which reproduces the
ratio of the radar cross-section as a function of incidence angle and wind direction. We show that
such a model can be used for wind field retrieval from SAR images. Then, we propose a comparison
between different kind of electromagnetic models and data. This study shows that a common part of
the radar signal in each polarisation must be modelled to fully reproduce the interactions between
electromagnetic waves and the sea surface. This common part can be attributed to the breaking waves
effects and plays a key role in the up/down-wind asymmetry of the signal. Finally, we investigate the
azimuth description of the radar signal, analysing possible effects of several surface processes. We
show that waves-waves non-linear interactions have a significant role on the wave spectrum azimuth
behaviour.
Résumé : Les objectifs de ce travail sont l'analyse de mesures radar (bande C) en polarisations VV et
HH pour améliorer la compréhension des interactions entre la surface et l'onde électromagnétique
et l'étude de la surface des océans. Nous proposons d'abord un modèle empirique reproduisant le
rapport des sections efficaces radar en fonction de l'incidence et de la direction du vent qui peut être
utilisé pour la restitution de champs de vent à partir d'images SAR. Les observations obtenues durant
cette thèse sont comparées avec différents modèles semi-physiques. Sur la base de cette étude,
nous montrons que la partie du signal commune aux 2 polarisations doit absolument être modélisée
pour reproduire complètement les interactions ondes-surfaces. Elle peut être attribuée à la présence de
vagues déferlantes et permet d'expliquer l'asymétrie face/dos au vent du signal radar. Enfin, à partir
d'une étude de la dépendance azimutale du signal, nous analysons les effets possibles de différents
processus de surface et montrons que les interactions non-linéaires vagues à vagues jouent un rôle
important.
