PROPAGATION DE RAYONS ACOUSTIQUES EN MILIEU MARIN

PROPAGATION
DE RAYONS ACOUSTIQUES
EN MILIEU MARIN
logiciel PRAMM (3.2)
MANUEL UTILISATEUR
Référence : ECTIA/004 /CI
Sparc / Solaris
PC / Linux
PC / Windows 9x
Septemb r e 2006
ECTIA
PRAMM
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ECTIA
PRAMM
Table des matières
1. Installation .................................................................................................................................................5
1.1 Unix (Solaris, Linux) ...........................................................................................................5
1.2 Windows ................................................................................................................................5
2. Description générale ...............................................................................................................................7
2.1
2.2
2.3
2.4
Calcul
Calcul
Calcul
Calcul
2.4.1
2.4.2
2.4.3
2.4.4
d'un faisceau de rayons ......................................................................................8
des rayons propres ...............................................................................................8
des trajectoires ......................................................................................................9
des pertes des rayons ..........................................................................................9
Pertes
Pertes
Pertes
Pertes
par divergence géométr iq ue ...................................................................................9
par amor tisse me n t ...................................................................................................10
par réflexion ..............................................................................................................10
totales ..........................................................................................................................11
2.5 Calcul des niveaux réverbéré s .....................................................................................11
2.5.1 Pertes par diffusion ..............................................................................................................11
2.5.2 Niveau réverbér é total .........................................................................................................12
2.5.3 Signal réverbéré .....................................................................................................................13
2.6 Calcul de cham p de pertes ............................................................................................14
3. Version interactive : jPRAMM............................................................................................................17
3.1 Interface principale .........................................................................................................17
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.4
3.1.5
3.1.6
Barre de men u ........................................................................................................................17
Calcul de faisceau .................................................................................................................19
Calcul de rayons propr es ....................................................................................................20
Calcul de réverbération .......................................................................................................22
Calcul de champ de pertes .................................................................................................23
Zone de Résultats ..................................................................................................................24
3.2 Création de fichiers d'interface ...................................................................................25
3.2.1 Fond ...........................................................................................................................................26
3.2.2 Surface ......................................................................................................................................26
3.3 Configuration des résultat s ..........................................................................................27
3.4 Visualisatio n des résult at s ............................................................................................29
3.4.1
3.4.2
3.4.3
3.4.4
3.4.5
3.4.6
3.4.7
3.4.8
Visualisation
Visualisation
Visualisation
Visualisation
Visualisation
Visualisation
Visualisation
Sélection des
des profils .....................................................................................................29
des coefficients de réflexion ...................................................................30
des lobes de diffusion ...............................................................................32
des rayons .....................................................................................................32
des temp s d'arrivée ou des pertes ........................................................34
des niveaux réverbérés ..............................................................................35
du champ de pertes ...................................................................................37
infor ma tio ns à visualiser .........................................................................37
3.5 Impressio n des graphi ques ..........................................................................................39
3.6 Sauvegard e des graphique s ..........................................................................................39
4. Version non interactive : PRAMM.....................................................................................................41
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4.1 Fichier des param è t r es ...................................................................................................41
4.2 Fichier de configura tion des résultat s ......................................................................43
5. Format des fichiers ..............................................................................................................................45
5.1 Fichiers d'ent rée ...............................................................................................................45
5.1.1 Fichier des profils bathycélérimétr iq u es .......................................................................45
5.1.2 Fichier de bathymét rie .........................................................................................................45
5.1.3 Fichiers d'inter face ................................................................................................................45
5.2 Fichiers de sortie ..............................................................................................................46
5.2.1
5.2.2
5.2.3
5.2.4
Fichier
Fichier
Fichier
Fichier
des résultat s .............................................................................................................46
des param èt r es ........................................................................................................47
des trajets ..................................................................................................................47
du cham p de pertes ................................................................................................48
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PRAMM
1. Installation
PRAMM est un logiciel multi - platefo r m e, qui a été testé sur Sparc /Solaris, PC/Linux et
PC/Windows. Il est livré sous la forme d'une archive compr ess ée sous UNIX, ou d'un
progr am m e d'installatio n sous Windows.
1.1 Unix (Solaris, Linux)
Sous Unix, l'archive s'appelle PRAMMv_OS.tar.gz , où v désigne le numér o de version du
logiciel et OS le système (Solaris ou Linux). Pour désarchiver, il convient de faire :
$ gunzip PRAMMv_OS.tar.gz
$ tar xvf PRAMMv_OS.tar
La deuxième comma n d e crée un réper toir e PRAMM contena n t l'arbo rescen ce du
logiciel, compo sée de cinq sous - réper toir es : bin , lib , doc , data et matlab . Les comma n d e s
du logiciel sont dans le répert oire bin . Sous Unix, il contien t deux variantes de PRAMM :
la variante ligne de comma n d e : PRAMM ;
la variante avec interface java : jPRAMM.
Les autres fichiers présen ts dans bin sont :
jPRAMM.jar : l'archive pour l'interface java ;
README : donne des infor m atio n s sur le form at du fichier param èt r es, pour la variante
ligne de comma n d e ;
default.cfg : exem ple de fichier de configur atio n des résultats ;
essai.par : exemple de fichier paramèt r e s pour la variante ligne de comm an d e.
Le répert oire doc contient le manuel utilisateu r au for mat pdf. Le répertoire lib
contien t une librairie utilisée par la variante java. Le réper toi re data contien t des
exemples de fichier s de données. Le répertoire matlab contient deux progra m m e s de
lectu re et de visualisation des résultats générés par PRAMM.
Pour terminer l'installation, il convient de définir ou mettre à jour quelques variables
d'environ ne m e n t :
définir la variable PRAMM pou r la gestion des licences ;
mettre à jour PATH pour accéder aux program m e s depuis n'imp or t e quel répertoire ;
mettre à jour LD_LIBRARY_PATH pour pouvoir utiliser la version java.
En ligne de comma n d e sous ksh, faire par exemple pour solaris :
$
$
$
$
$
$
PRAMM=$INSTALLDIR/PRAMM/bin
export PRAMM
PATH=$PATH:$INSTALLDIR/PRAMM/bin
export PATH
LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:$INSTALLDIR/PRAMM/lib /solaris
export LD_LIBRARY_PATH
où INSTALLDIR est le répertoire dans lequel vous avez désarchivé le logiciel. Pour
rendr e ces modification s perm ane n t es, il est nécessaire de les écrire dans le fichier de
configur atio n de la cession utilisateur (.profile , .login , .bashrc , ...).
1.2 Windows
Sous Windows, le progr am m e d'installation s'ap pelle PRAMMv_install.exe , où v désigne
le numér o de version du logiciel. Par défaut, l'installation est faite dans le répert oire
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PRAMM
C:\Program Files\PRAMM. Ce dernier contien t alors quatr e sous - répertoires : bin , doc , data
et matlab . Les comm an d e s du logiciel sont dans le répertoire bin . Sous Windows, il
contien t deux variantes de PRAMM :
la variante ligne de comma n d e : PRAMM.exe ;
la variante avec interface java : jPRAMM.jar .
Les autres fichiers présen ts dans bin sont :
PRAMM.dll : la librairie dynamiq ue utilisée par la version java ;
PRAMM.ico : l'icône du progra m m e java ;
README : donne des infor m atio n s sur le form at du fichier param èt r es, pour la variante
ligne de comma n d e ;
default.cfg : exem ple de fichier de configur atio n des résultats ;
essai.par : exemple de fichier paramèt r e s pour la variante ligne de comm an d e.
Le réper toir e doc contient ce manu el utilisateur au for mat pdf. Le réper toir e data
contien t des exemples de fichiers de données. Le réper toire matlab contien t deux
progr am m e s de lectur e et de visualisatio n des résultats génér és par PRAMM.
Le progr am m e d'installatio n crée un dossier dans le men u Démarr er de Windows et un
raccou rci sur le bureau vers jPRAMM.jar . Pour terminer l'installation, il convient de mettr e
à jour deux variables d'environ ne m en t :
définir la variable PRAMM pou r la gestion des licences ;
mettre à jour PATH pour rendre les exécutables accessibles de tout point de
l'arborescence.
Suivant la version de Windows, ces modificatio ns doivent être faites :
dans le fichier autoexec.bat pour Windows 98 :
PATH=C:\dos;C:\windows;....;C:\PRAMM\bin
set PRAMM=C:\PRAMM\bin
à l'aide de l'utilitaire de configur ation sous les versions NT (NT, 2000, Millenium et
XP).
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PRAMM
2. Description générale
Une des théories possibles d'acou stiqu e sous - marine admet comm e hypothès e de
base que la pro pag atio n des rayons sonor es à haute fréquen ce (au moins 300 Hz) est
identique à celle des rayons lumineux. Le problème du milieu marin est essentiellemen t
lié à la grand e variabilité des valeur s de célérité du son suivant la profo n de u r, due à la
variabilité des valeur s de temp éra t u r e, pressio n et salinité. Cette variabilité est mise en
évidence par des relevés de profils bathycéléri métriq ues. Pour accélérer le calcul de la
prop ag atio n des rayons sonor es, on admet dans certains cas que la célérité varie
linéairemen t entr e deux valeurs connues (le milieu est dit stratifié). Le problème peut
alors être résolu analytique me n t. Dans le cas général toutef ois, la célérité varie à la fois
en immer sion et distance. Il faut alors recourir à un schém a numériqu e d'intégr ation
pour calculer la propagation.
PRAMM est un logiciel de simulatio n de la propagation de rayons acoustiq ues dans un
milieu marin stratifié ou non. Lorsque le milieu est stratifié, le calcul repose sur la
résolu tio n analytique, à l'aide de la loi de Descar tes, de la propagation dans une couche
de célérité variant linéairemen t avec la verticale. Lorsque le milieu est variable, le calcul
repose sur la résolutio n de l'équatio n d'Helmholt z par un schéma numériqu e de
Burlisch - Stoer, dans des pseud o - couches où la célérité varie linéairemen t selon chaqu e
direction. Dans les deux cas, c'est l'enchaîne me n t des calculs dans les différent es
couches ou pseud o - couches traversées par le rayon depuis la source qui permet
d'effectu er la prop ag atio n sur une distance quelcon qu e (Figure 1 ). Que le milieu soit
stratifié ou non, c'est donc le nombr e de points définissant le ou les profils qui
déter mi ne la vitesse de calcul. Notez que dans le cas d'un milieu variable, les pseu d o couches sont définies par l'union des immersio ns de tous les profils. On aura donc
intérêt à choisir les mêmes immer sio ns pour décrire tous les profils pour accélérer le
calcul.
z 0 = 0, c 0
z 1, c1
z i, c i
Sour ce à z s +
z i+ 1 , c i+ 1
z N- 1 , c N - 1
d is ta n ce d e p r op a gat ion d
Figure 1 Propagation d'un rayon dans un milieu stratifié.
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PRAMM
Outre la donnée nécessaire d'un profil bathycélérimét riqu e si le milieu est stratifié, ou
de plusieur s profils s'il est variable, PRAMM peu t accepter une bathy mét rie, définiss ant la
forme du fond marin, et des fichiers d'environ ne m en t définissan t les caractéristiqu es des
interf aces (surf ace et fond) pour la réflexion et la diffusion. La résolution de la traver sée
d'une couche donne accès aux infor matio n s suivantes : l'angle de sortie de la couche, les
distances horizon t ale et curviligne parcou r u es et le temp s de parco ur s. On dispose donc
aussi de ces infor matio n s, par simple somm atio n, sur une distance quelco nq ue. PRAMM
perm et d'effectuer quatr e calculs de base :
le calcul d'un faisceau de rayons émis depuis une sour ce,
le calcul des rayons prop res liant une source et un récepteur,
le calcul du champ de pertes vertical,
le calcul des niveaux réverbér és reçus au niveau de la source pour les rayons qu'elle a
émis.
Sur chacun de ces calculs peuven t se greffer, pour chaque rayon , les calculs annexes
suivants :
le calcul des pertes,
le calcul de la traject oir e.
2.1 Calcul d'un faisceau de rayons
Le calcul
prop ag atio n
déter mi nés.
distance de
calcul.
de faisceau est la base de tous les autres calculs. Il s'agit d'effect uer la
depuis la sour ce sur une distance donnée, de rayons émis avec des angles
Les seules don nées nécessair es sont donc l'immer sio n de la source z s et la
prop agatio n d . Les angles d'émis sion des rayon s sont des paramè tr e s de
Trois autres options de calcul sont propo sées : la correction de courb ur e de la Terre,
utile pour les grandes distances de propagation, et l'autorisation des réflexions au fond
et en surface, qui per met de sélection ner des rayon s particuliers.
2.2 Calcul des rayons propres
Le calcul de rayons propr es consiste à chercher les rayons liant une source à un
récepteur . Par rappo r t au calcul de faisceau, deux données supplé men t aires sont
nécessaires : l'immer sio n z r et la sensibilité s du récepteu r. La techniqu e de recherche
consiste alors à effectuer un calcul de faisceau, et à ne retenir que les rayon s dont
l'immersion à la distance de propagation donn ée (distance source - récepteur) est égale à
l'immersion du récepteu r, à sa sensibilité près. Autremen
t dit, on ne retient que les
rayons dont l'immer sion z à la distance d vérifie : z z r s .
Cette tech niq ue n'étant pas très efficace pour trouver tous les rayon s prop res, une
nouvelle option est propo sée. Il s'agit de l'option de recherch e dichoto miq u e, assortie
d'un para mèt r e indiquan t le nombr e de pas de dichoto mie autorisés. L'idée est, lorsqu' on
trouve dans le faisceau deux rayons consécutifs non pro pr es passan t l'un au - dessu s et
l'autr e au - desso us du récepteu r, d'effectuer une recherche dichoto miq u e entre les deux
angles pour trouver l'angle d'émission d'un rayon propr e.
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PRAMM
2.3 Calcul des trajectoires
Le calcul des trajectoires peu t toujou r s être effectu é. Il nécessite un nouveau
para mèt r e : le nomb r e minimu m de points de la trajectoire. Ce nombr e inclut le point de
dépar t et d'arrivée et ne peut donc être inférieur à 2. Le progra m m e rajoute
auto m atiq u em e n t tous les points caractéris tiq ues du trajets, à savoir : les points de
retour ne m e n t et de réflexion. Dans le cas d'une propagation en milieu stratifié sans
bathymé tr ie, il faut noter que la périodisation du trajet implique la recopie régulière du
point de dépar t, même s'il n'est plus caractéristiq ue.
2.4 Calcul des pertes des rayons
Le calcul des pertes peut être effectué quel que soit le type de calcul de base deman dé
(faisceau, rayons propr es ou réverbératio n). Les pertes globales d'un rayon résulten t de
trois phéno m èn e s distincts :
la divergence géométr iq ue,
les réflexion s aux interfaces,
l'attén u ation.
La divergence géométriqu e trad uit la conservatio n de l'énergie émise par la source.
Elle peut être simplemen t évaluée par la distance entre deux rayons émis à des angles
proches. A chaque réflexion sur une interf ace, une partie de l'énergie est absor bée. Ce
phén o mè n e est modélisé par les coefficients de réflexion, qui doivent donc être fournis
pour un calcul précis. Enfin, pour l'atténu atio n, nous propo s on s deux form ules : Thor p
pour l'Atlantiqu e, et Leroy pour la Méditer ran ée. Le progra m me fournit dans le fichier de
sortie .trj tous les ter mes de pertes séparés.
Pour être intéress an t, le calcul des pertes supp os e le chargem en t de fichiers
d'environ ne m e n t, décrivant les caractéristiq ues de réflexion des interfaces. Nous avons
privilégié une description numériqu e de l'enviro nn em e n t pou r rester le plus général
possible. Les valeurs numériqu es peuvent ainsi être issues de modèles théoriques,
empiriques, ou encore de mesur es. Chaque interface peut compo r ter une successio n de
portio ns de caractéristiq ues spécifiques (description du for mat au § 5.1.3). Si aucun
fichier d'environ ne m en t n'est fourni, et si la prise en compt e de l'attén uatio n n'est pas
deman d ée, le progr am me four nit simplem en t les pertes par divergence géométriq ue.
2.4.1 Pertes par divergence géométrique
Ce cas exprime la conservation de l'énergie globale émise par la source dans toutes les
directions. Deux rayons émis par la source avec des angles très proches s'éloignent l'un
de l'autr e au fur et à mesur e de la propagation. En tenan t compte de l'ouver tu r e latérale
de la source, ils définissen t en 3D un tube (de section rectang ulaire) à l'intérieur duquel
le flux d'énergie reste constant. La perte d'énergie d'un rayon de ce tube à une certaine
distance peut donc être estimée égale au rap po r t de la section du tube à la distance
convention n elle de 1 m de la source et de sa section à la distance considér ée. Si on note
ΦT l'ouvertu r e latérale de la source, la section du tube défini par deux rayons émis aux
angle θ0 et θ0 + δθ est à 1 m de la source : ΦT cos θ0 δθ (Figure 2 ). A la distance x de la
source, la section de ce tube est : ΦT x L. Si on note ∆z la valeur absolue de la différence
d'im mer sio n entr e les rayons et θ l'angle du rayon suivi par rappo r t à l'horizon t ale à la
distance x, on a alors : L = ∆z cos θ.
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s u rfa ce
θ
L
∆z
S
θ0
δθ
fon d
x
Figure 2 Divergence géométrique de deux rayons proches.
Les pertes par divergence géomét riqu e à la distance x sont donc finalemen t en dB :
Pg
1 0 lo g
x
cos
0
z cos
(1)
2.4.2 Pertes par amortissement
Ce cas caractérise l'amor tisse m en t de l'énergie sonore lié au milieu de prop agatio n.
Connaissan t le facteur d'attén u atio n α du son dans l'eau, exprimé en dB/m, les pertes
par amor tissem e n t sont simplemen t :
Pa = α(f ) d
(2)
où f
est la fréqu ence du signal émis,
d
est la distance curviligne (en mètres) parcour ue par le rayon jusqu 'au point
considéré.
L'attén ua tio n dépen d de la fréquence et de la zone géogr aphiq u e où s'effectu e la
prop ag atio n (formule de Thorp en Atlantique, for mule de Leroy en Méditerr anée par
exemple).
2.4.3 Pertes par réflexion
A chaque réflexion aux interf aces (surface ou fon d), le rayon subit une perte liée à
l'absop tion d'une par tie de son énergie par le milieu sur lequel il est réfléchi. On
caractérise génér aleme n t cette perte à l'aide d'un coefficient de réflexion spécifique à
l'interf ace considér ée, qui dépen d de l'angle d'incidence du rayon sur l'interf ace et de la
fréquence. Les pertes subies par un rayon ayant été réfléchi n fois sont donc en dB :
Pr
n
1 0 lo g
i
où
f
Rt
i
i
i
Rt
1
i
i
i
,f
(3)
est le coefficient de réflexion en intensité (carré du coefficient de réflexion en
ème
amplitu d e) pour l'interface t i rencon tr ée à la i réflexion,
est l'angle d'incidence du rayon sur cette interface (pas nécessair eme n t
ème
horizo n tal e) à la i réflexion,
est la fréqu ence du signal émis.
10
ECTIA
PRAMM
2.4.4 Pertes totales
Les pertes totales du rayon résulten t simplemen t de la somme des trois pertes
énumér ées ci- dessu s :
Pt
1 0 lo g
x
cos n
0
z cos
i
Rt
1
i
i
i
,f
f d
(4)
Le rapp or t δθ/ ∆z assure l'indépen d an ce de cette form ule par rappo r t à l'angle δθ
sépara n t les deux rayons proches, pourvu qu'il soit suffisam m e n t petit.
2.5 Calcul des niveaux réverbérés
Ce calcul est un calcul de faisceau pour lequel on s'intéress e surto ut aux réflexion s
des rayons sur les interfaces du milieu. Il nécessite une nouvelle donnée : l'ouvertu r e
latérale de la source, et un nouveau param èt r e : le niveau minimu m de réverbér atio n
auto risé. Les paramè tr e s d'auto ris ation de réflexions en surface et au fond sont
remplacés par des param èt r es de sélection des réverbér atio ns en surf ace ou au fond. Ces
nouveaux param èt r es ne contrôlen t plus la sélection des rayons, mais indiquent sur
quelle(s) interf ace(s) les niveaux réverbér és doivent être calculés.
Pour être intéress an t, le calcul des niveaux réverbér és sup po se le chargemen t de
fichiers d'environ ne m e n t décrivant, outre les caractéristiq ues de réflexion, celles de
diffusion des interfaces. Le calcul des niveaux réverbérés est un calcul de pertes
amélioré. A chaque réflexion sur une interface, une partie de l'énergie est en effet
réémise vers la source avec une intensité modulée par le lobe de diffusio n de l'interf ace.
C'est la réceptio n de cette énergie au niveau de la source qui crée les pics de
réverbération. Le lobe de diffusion dépen d de l'angle d'incidence sur l'interf ace, de
l'angle reto ur vers la source, et de la fréquence. L'angle retour vers la source est une
infor ma tio n difficile à obtenir. En effet, il faudr ait, pour être exact, refaire un calcul de
rayons pro pr es entre le point d'imp act et la source pour déter min er tous les trajets
retour possibles. Ce calcul augmen te r ait de manièr e exponen tielle le temps total de
calcul nécessaire. Or, il est clair qu'un trajet retour possible est le trajet aller. Nous
reteno n s donc ce seul trajet pour évaluer les niveaux réverbér és. L'angle retou r est alors
simplem en t l'opp osé de l'angle d'incidence sur l'interf ace. Les pertes par divergence
géométriq ue, ammo r tisse me n t et réflexions sur les interfaces sont doublées pour
pren dr e en compt e le trajet reto ur. Un seul nouveau ter me de pertes s'ajoute : les pertes
par diffusio n au point de réflexion.
2.5.1 Pertes par diffusion
A chaque point de réflexion, seule une par tie de l'énergie du rayon est réémise vers la
source. Cette énergie dépen d du lobe de diffusion de l'interf ace d'une part et de la
surface insonifiée par le rayon d'autre par t. Celle - ci est évaluée, comm e pour le calcul
des pertes par divergence géomét riq ue, en simulant la propagation d'un rayon proche du
rayon suivi. Notons ΦT l'ouver tu r e latérale de la source. La surface insonifiée par le rayon
lorsqu'il frapp e une interface à la distance x est ΦT x Ls, où Ls est la distance entre le
point d'impact de ce rayon sur l'interf ace et le point d'imp act d'un rayon proche pour la
même réflexion (Figure 3). Cette distance est à distingu er de la largeur L du tube
perpen diculair eme n t au sens de pro pagatio n du rayon, utilisée pour le calcul des pertes
par divergence géométriq ue. Les pertes par diffu sion sont alors simplem en t :
Pd
1 0 lo g
ti
11
i
i
,
r
i
,f
T
x Ls (5)
ECTIA
où
PRAMM
f
ti
i
i
r
i
est le lobe de diffusion pour l'inter face t i rencon tr ée à la i
est l'angle d'incidence du rayon sur cette interface à la i
r
i
est l'angle retou r vers la source (nous avons reten u
est la fréqu ence du signal émis.
ème
ème
réflexion,
réflexion,
i
i
),
θ
s u r face
Ls
∆z
S
θ0
δθ
fo n d
x
Figure 3 Calcul des pertes par diffusion.
2.5.2 Niveau réverbéré total
Le niveau réverbér é total reçu par la source est l'opposé des pertes totales. La
combinaiso n des pertes par divergence géomét riqu e, amor tissem e n t et réflexion, avec les
ième
pertes par diffusion donne finalemen t pour un rayon frapp an t une interface pour la n
fois :
N r 10 log
où
d
x
cos 0
z cos
n
i
1
Rt
1
i
i
i
,f
2
ti
i
n
r
n
,
,f
T
x Ls 2
f d
(6)
reste la distance curviligne (en mètres) parcou r ue par le rayon jusqu'au point
d'impact considér é.
Plusieu rs remar q ues s'impo sen t. Tout d'abor d, il faut bien distinguer θ, angle du rayon
i
r
par rapport à l'horizontale au point d'imp act, et i (ou i ) angle d'incidence (ou retour)
du rayon par rapport à l'interface . Leurs valeurs ne sont égales que dans le cas
d'inter faces horizon t ales (toujour s vrai en surface). Dans le cas d'une bathymét rie
variable, en supp o sa n t que le fond fasse un angle θb par rappo r t à l'horizon t ale au point
i
d'imp act, on a : i
b . Dès lors, il n'est pas possible de simplifier la form ule en
réécrivant la longueur insonifiée Ls en fonction de ∆z et θ.
Deuxièmeme n t, le calcul des pertes par divergence géométriq ue repose sur l'analyse
de l'évolution de la section d'un tube de rayon s. En pratiq ue, les pertes du trajet aller
sont évaluées en compar an t les sections du tube à la distance conven tio nn elle de 1 m de
la source et au point d'impact avec l'inter face. Les pertes du trajet reto ur devraient donc
être évaluées en compar a n t les sections à 1 m du point d'imp act et au récepteur. Or,
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ECTIA
PRAMM
considér er les pertes du trajet retou r égales aux pertes du trajet aller revient à comp are r
les sections au point d'imp act et à 1 m du récepteu r. Il s'agit donc d'une appr oximation,
qui est d'auta n t plus correcte que les distances de propagation sont longues.
Enfin, l'affichage des niveaux réverbér és calculés en fonction du temp s per met
d'obtenir une pseud o - répo nse impulsion nelle discrète du milieu. Néanmoins, il semble
plus intéressa n t de calculer le signal réverbéré dans le cas de signaux réels dont la durée
d'émissio n est connue. Pour cela, il semble natu rel de som mer, pour tous les pics de
réverbération de tous les rayons, le prod uit du niveau du pic par le signal émis recent ré
sur le temps d'arrivée du pic. On comp re n d aisémen t qu'u ne telle métho d e fournit des
résultats dépen d an t s du nombr e de pics réverbérés, et donc plus particulièrem en t du
nombr e de rayons calculés. Il est de ce fait nécessaire de recou rir à une nor malisation,
explicitant le fait que l'énergie totale émise par la source est distrib uée entre tous les
rayons calculés, quel que soit leur nombr e.
2.5.3 Signal réverbéré
On considèr e une source d'ouvert ur e latér ale ΦT , d'ouver tu r e verticale [θ1 , θ2 ] et non
directive. On la supp o se décrite par N rayons d'ouver tu r e angulaire latérale ΦT et
verticale δθ (Figure 4 ). Le δθ dont il est questio n ici est celui utilisé aussi pour le calcul
des pertes par divergence géométriq ue.
La puissance acoustiq ue totale émise par la source s'écrit :
P cont I cont d S I con t 2
T cos
d
(7)
1
où Icont
est l'inten sité acoustiq ue à la distance conventio n nelle de 1 m de la source.
On obtient donc :
P co nt I cont T s i n
2
sin
1
(8)
δθ
θ2
S
θ1
Figure 4 Notations.
Dans le domaine discret, la puissan ce totale émise va être la somm e, et non plus
l'intégr ale, des puissances élément aires portées par chaque rayon. Pour nos N rayons
d'ouvert u r e angulaire δθ émis aux angles θi, on a donc :
P disc I disc T
i
N
cos
i
(9)
1
Le niveau émis par chaque rayon est obten u en égalisan t les puissances calculées dans
les dom ain es discret et contin u :
13
ECTIA
I disc
I con t s i n
sin
N
i
2
cos
PRAMM
1
(10)
i
1
Le signal réverbéré peut alors être calculé de la façon suivante :
I t
sin
2
N
cos
sin
N
1
N r i , j S t 1
i
j
i, j
(11)
i
i
où
1
t i,j
est l'instant de récep tio n du pic de réverbér atio n du rayon i, pour l'impact j,
N r (i, j) est le niveau réverbér é du rayon i, reçu à l'instant t i,j ,
S(t)
est le signal émis.
Si la for mule fait appar aître le nombr e N de rayons utilisés pour décrire la source,
l'application numérique doit par contr e en être indépen d a n t e, du fait de la norm alisatio n
(pour des N suffisam m e n t gran ds pour décrire correcteme n t la source).
PRAMM n'intègr e pas ce calcul, qui supp os e la définition de la for me du signal émis.
Toutefois, la connaiss ance du niveau réverbéré pour tous les impacts de tous les rayon s,
fourni par PRAMM dans le fichier .trj , per met de le faire a posteriori.
2.6 Calcul de champ de pertes
Ce calcul est un calcul de faisceau pour lequel on réalise la somm atio n des pertes des
rayons propr es dan s chaqu e case d'un quad rillage distance - immer sio n défini par
l'utilisateur . Deux nouveaux paramè t re s définissan t la taille de la matrice de calcul sont
donc nécessaires. Pour chaque rayon, le calcul des pertes est effectué comm e il est
expliqué plus haut. Les somm es porten t sur des valeurs natur elles de pertes, le pass age
en décibel étant réalisé tout à la fin du calcul. Il faut noter que les options d'au to risatio n
des réflexions au fond et en surface n'ont pas de sens pour ce calcul, car tous les rayons
doiven t être considérés.
Nous avons établi une règle liant la distance de propagatio n, le pas angulaire du
faisceau et la discrétisation verticale (Figure 5 ) :
d cos max 1,
z
(12)
2
Cette règle, qui fait l'hypot hès e d'un milieu isocélère, stipule que le rayon du faisceau
parcou r an t la plus gran de distance doit avoir une distance verticale par rapp or t au rayon
voisin dans le faisceau, inférieur e au pas de discrétisation verticale choisi. Autreme n t dit,
les cases de la dernière colon ne de la grille de calcul doivent toutes contenir au moins un
rayon du faisceau. Si ce n'est pas le cas, il faut soit diminuer le pas angulaire ∆θ, soit
augmen ter le pas de discrétisation verticale ∆z , c'est - à- dire dimin uer le nomb re de
lignes de la grille. Le logiciel prévient l'utilisateur lorsq ue le critère n'est pas satisfait, et
prop os e des valeurs adéqu ates. Le nombr e de colon nes de la grille n'influe que sur la
définition horizo nt ale du champ de pertes.
14
ECTIA
PRAMM
∆θ
∆z
θ1
θ2
d
Figure 5 Schém a de principe de la règle de discrétisation pour le calcul du cham p de pertes.
15
ECTIA
PRAMM
16
ECTIA
PRAMM
3. Version interactive : jPRAMM
PRAMM est avant tout un outil de calcul. Son mode d'utilisation privilégié est la ligne
de comm an d e. Toutef ois, pour faciliter la visualisation des résultats, il a été intégré dans
un environ nem e n t de travail sous java, totalemen t portable. Nous présent o ns la versio n
inter active de PRAMM avant la version batch pour faciliter la comp réh en sio n des
fonction n alités du logiciel.
3.1 Interface principale
Selon le type de calcul deman d é (rayons prop res, faisceau ou réverbération),
l'interf ace principale est adaptée pour ne deman d er que les infor ma tio n s nécessair es.
3.1.1 Barre de menu
La barre de menu de l'interface princip ale per met de lancer un certain nombr e
d'actio ns, présen tée en détail ci- desso us (Figure 6 ).
Figure 6Barre de menu de l'interface principale.
a Menu Fichier
Le menu Fichier donne accès à trois actions possibles : Charger , Sauvegarder et
Quitter . Au lancemen t du progr am m e, seules les actions Charger et Quitter sont
accessibles. Charger , qui est en fait un sous - menu, offre le choix entre quatr e types
d'infor m atio n s :
bathycéléri métrie , extensio n .mzc ;
bathy m étrie , extensio n .bat ;
réflexion / diff usion en surface , extension .ref et .dif ;
réflexion / diff usion au fond , extension .ref et .dif .
Le form at des fichiers corresp o n d an t s est fourni en annexe. Seul le chargemen t d'un
fichier de profils bathycélérimét riq ues est nécessaire pour pouvoir lancer des calculs de
prop ag atio n, les autres infor ma tio n s étant facultatives. Si aucune bathymét rie n'a été
chargée, le fond est considér é plat, à l'immer sio n maximale définie dans le fichier des
profils bathycélérimétr iq u es. Si aucu n coefficient de réflexion et/ o u lobe de diffusion n'a
été chargé, l'inter face corresp o n d an t e est considérée parf aite men t réfléchissan te et /o u
diffusan te (le coefficient de réflexion et/ o u le lobe de diffusion sont constan t s et égaux à
1). Si une bathymét rie et/ o u des fichiers d'interf ace surface ou fond ont été chargés, il
est possible de les ignorer grâce aux option s de l'interf ace principale Utiliser la
bathy m étrie et Utiliser les interfaces , qui sont auto m atiq ue m e n t activées lors du
chargemen t des données corresp o n d a n t es.
17
ECTIA
PRAMM
Il faut noter que c'est le nomb re de profils dans le fichier de bathycéléri métrie qui
déter mi ne la nature de la colonne d'eau : stratifiée si un seul profil est présen t, variable
sino n. Un fichier conten an t deux profils identiques placer a donc inutilemen t le
progr am m e dans le mod e de calcul en milieu variable, nettem en t plus lent.
L'action Sauveg arder devient accessible dès qu'un calcul a été effectué. Les fichiers
créés par cette comm an d e dépend en t du calcul effectué (Tableau 1 ). Le fichier .sav
récapitule les par amèt r es de calcul, et men tio nn e les éventuels problèmes nu mériq ues
rencont r és. Le fichier .res repr od ui t la zone de résultat de l'interface, et donne en plus
pour chaque rayon les pertes obtenu es à toutes les fréquen ces de calcul (seules les
pertes à la première fréquence sont affichées dans la zone de résultat). Le fichier .trj est
une version binaire du .res, conten an t en plus (si elles ont été calculées) les trajectoir es
des rayons et les réver béra tion s. Le fichier .los est un fichier binaire décrivant le champ
de pertes.
.sav
.res
.trj
Faisceau
×
×
×
Rayons prop re s
×
×
×
Réverbératio n
×
Champ de pertes
×
.los
×
×
Tableau 1 Fichiers générés à la sauvegarde en fonction du type de calcul effectué.
b Menu Options
Le men u Options per met d'u ne part de créer des fichiers d'interf ace surface et fond, et
d'autr e part de choisir et configu rer la sauvegar de des résultats.
La créatio n des fichier s d'inter face se fait naturellem en t indépen d a m m e n t pour le
fond et la surf ace, puisqu e les para mèt r es à pren dr e en compte sont bien différent s. Par
contre, pour chaque interface, deux fichiers sont auto m atiq ue m e n t générés : l'un pour le
coefficient de réflexion (.ref ) et l'autre pour le lobe de diffusion (.dif ) (§ 3.2).
La der nièr e action de ce menu, Configuration , per met d'ouvrir une fenêtre
configur atio n des résultat s. Les possibilités offertes sont présen tées plus bas (§ 3.3).
de
c Menu Calcul
Le menu Calcul contient deux actions : Calculer et Stopper le calcul . La première est
accessible dès qu'un fichier de profils bathycéléri métriqu es a été chargé, et la secon de
lorsqu' un calcul est en cours. Avant de lancer le calcul, les données et para mèt r es de
l'interf ace principale sont lus, et leur cohérence vérifiée. A noter que les champ s
Profondeur de la source et Profondeu r du récepteur peuvent contenir des nombr es
positifs ou négatifs. La Distance de propagation et la Sensibilité du récepteur doivent être
positifs. La recherche angulaire peut être effectuée avec un pas positif. Si une
bathymé tr ie a été chargée et doit être prise en comp te (option Utiliser la bathy m étrie
activée), et que la distance de pro pagatio n est supérieu re à son domaine de définition, le
progr am m e propo se d'éten d r e la bathy métr ie jusqu' au récepteur. Cette extension est
réalisée en prolongean t le sol à l'horizon t ale depuis le dernier point de la bathym étrie.
18
ECTIA
PRAMM
d Menu Visualisation
Ce der nier menu perm et d'ouvrir des fenêtres de visualisation des données et
résultats de la prop ag atio n. La visualisation des Profils est accessible dès qu'un fichier
bathycéléri métriq ue a été chargé. Elle per met aussi de visualiser la bathym étrie en
représent a n t la célérité sous la for me d'u n champ et non de profils. Les coefficients de
réflexion et les lobes de diffusion en surface et au fond peuven t être visualisés lorsq u'ils
ont été chargés. Après un calcul, plusieur s inform ation s peuvent être visualisées selon
les options choisies :
les trajectoires des Rayons ;
le diagram me Temps /Pertes des rayons ;
les Niveaux réverbérés des rayons ;
le Cha mp de pertes .
La cohérence des infor mation s appar aiss an t dans les différen tes fenêtr es grap hiq ues
est assurée par une interface comm u n e de sélection des donn ées à visualiser, dont le
fonction n em e n t est détaillé au § 3.4.8.
3.1.2 Calcul de faisceau
L'interface minimale corresp o n d à un calcul de faisceau sans les pertes (Figure 7 ).
Les seules données nécessaires sont alors l' im m ersion de la source et la distance de
propagation . Les param èt r es de calcul obligatoires sont les angles auxquels les rayons
doiven t être calculés. Quatr e autr es param èt r es optionn els sont prop os és : la correction
de courbure de la Terre , l'autorisatio n des réflexions en surface et au fond , et le calcul des
pertes .
Les auto risation s de réflexions indiquen t le type des rayons recherchés. Ainsi, si ces
deux options sont dé- sélection nées, on ne retiend r a que les rayons ayant un trajet sans
aucune réflexion sur la distance de pro pag atio n. La sélection du calcul des pertes
entraîne l'apparition de trois nouveaux para mèt r es, présen tés dans le paragr ap h e
suivant. Enfin, dans le type de calcul, il est possible de deman de r de calculer les
trajectoires des rayons sur un nombr e minimu m de points. Ce nombr e inclut les points
de dépar t et d'arrivée, et ne peut donc être inférieur à 2. Tous les autr es points
caractéristiq ues de la trajectoir e (points de retou r ne m e n t et de réflexion) sont
auto m atiq u em e n t ajoutés.
19
ECTIA
PRAMM
Figure 7 Fenêtre principale du program m e pour un calcul de faisceau.
3.1.3 Calcul de rayons propres
La Figure 8 présent e l'interface pour un calcul de rayons propr es avec les per tes. On
voit que deux nouvelles données sont requises pour le calcul des rayons prop r es : la
profondeur et la sensibilité du récepteur , ainsi qu'un nouveau par amèt r e de calcul :
l'option de recherche dichoto miq ue .
20
ECTIA
PRAMM
Figure 8Fenêtre principale du program m e pour un calcul de rayons propres.
Le calcul des pertes pour chaque rayon nécessite de fournir de nouvelles
infor ma tio n s. Tout d'abo r d, Il faut préciser si le calcul doit être effectué de manièr e
cohérente (c'est - à- dire en tenant compte du déph asage) ou incohérente . Puis, il convien t
d'indiq uer si l'atténua tion doit être prise en compt e, et dans l'affir mative la formule à
utiliser (Thorp ou Leroy ). Enfin, il est nécessaire de préciser les fréquences auxquelles
effectuer le calcul. Si l'attén u atio n n'est pas utilisée et qu'aucu n e interf ace n'a été
chargée, le choix des fréquen ces n'a bien sûr aucun e influence sur le résultat. Si des
fichiers d'inter face ont été chargés (coefficient de réflexion, lobe de diffusion), les
fréquences indiquées doivent être comprises dans l'intervalle de fréquences défini dans
21
ECTIA
PRAMM
les fichiers. Elles n'ont pas besoin de leur être strictemen t égales : PRAMM interp ole entre
les fréquences disponibles.
3.1.4 Calcul de réverbération
Le calcul de réverbération
prop res (Figure 9 ).
nécessite d'au tres infor matio ns
que celui des rayons
Figure 9 Fenêtre principale du progra m m e pour un calcul de réverbération.
22
ECTIA
PRAMM
Une nouvelle donn ée est l' ouverture latérale de la source , et un nouveau param ètr e le
niveau mini m u m de réverbération autorisé. Les para mèt r es de prise en compt e de
l' atténua tion et de fréquences deviennen t de plus indépen d a n t s de l'option de calcul des
pertes , com me on le voit sur la figure. Les options d'aut orisatio n de réflexions sur les
interf aces devien nent des option s de calcul de réverbération. En effet, on ne s'intér esse
nécessairem en t ici qu'aux rayon s ayant des réflexions. Par contre, on peut limiter le
calcul des réverbération s à une seule interface (surface ou fond). Il est clair qu'une au
moins des deux option s doit être sélectionn ée pour pouvoir effectuer le calcul.
3.1.5 Calcul de champ de pertes
La Figure 10 présente l'interface pour un calcul de cham p de per tes. On voit que deux
nouveaux param èt r es sont requis par rappo r t au calcul de faisceau : les nom bres de pas
horizonta ux et verticaux , tan dis que ceux relatifs aux autorisation s de réflexions en
surface et au fond dispar aissen t. De plus, les options de calcul des pertes pour chaque
rayon et de calcul des trajectoires , sans objet, dispar aissen t. Les param ètr e s nécessaires
au calcul des pertes pour chaqu e rayon (atténu ation , fréquences ) sont bien sûr conservés,
et gérés par le même mécanis me que pour la réverbératio n.
Le progra m m e vérifie la cohérence de la distance de prop ag atio n, du pas angulaire de
recherche et du nombr e de pas verticaux. Si ces infor m ation s ne permet te nt pas
d'effectu er un calcul valide, PRAMM propo se des valeurs de remplacem en t pour les deux
para mèt r es. C'est le pas angulaire qui déter mine la rapidité du calcul.
23
ECTIA
PRAMM
Figure 10 Fenêtre principale du progra m m e pour un calcul de champ de pertes.
3.1.6 Zone de Résultats
Chaque ligne de la zone de résultats corresp o n d à un rayon trouvé, au maximu m
décrit par :
son numér o,
l'angle de dép ar t de la source,
l'angle d'arrivée au récepteur (ou près du récepteur),
le temps de parco ur s,
la distance curviligne totale parcou r u e,
24
ECTIA
PRAMM
la célérité maximale par laquelle le rayon est passé,
l'immersion minimale atteinte,
l'immersion maximale atteinte,
le nomb re de réflexions au fond,
le nomb re de réflexions en surface,
le nomb re de reto ur n e me n t s vers le haut (par réfraction),
le nomb re de reto ur n e me n t vers le bas (par réfraction),
les pertes.
Les infor m atio n s appar aiss an t effectivemen t dans la fenêtre et l'ord re des rayons sont
configur ables ainsi qu'il est présenté plus bas. La Figure 11 présen te un exemple
d'affichage des résultats d'un calcul de rayons prop res avec pertes selon la configur atio n
par défau t.
Figure 11 Affichage des résultats selon la configuration par défaut.
3.2 Création de fichiers d'interface
La modélisatio n des interf aces dans PRAMM repose sur la donnée numériqu e du
coefficient de réflexion et du lobe de diffusion en fonction de la fréquence, de l'angle
d'incidence et de l'angle de retou r pour la diffusion. Cette appr och e perm et de ne pas
être limitée à une définition analytiqu e des interfaces, et autorise au contr air e la don née
de coefficients de réflexion et/o u lobe de diffusion empiriques, voire mesur és. Pour que
tous les cas de figure soient prévus, les fichiers donn an t ces infor m ati on s ont une
structu re assez complexe, per mett a n t éventuellemen t d'alter ner plusieurs types
d'inter face entre une source et un récepteur (§ 5.1.3).
Pour faciliter son utilisation sur des cas stan d ar d s, PRAMM offre deux modules
perm et t an t de calculer et sauvegar d er le coefficient de réflexion et le lobe de diffusion
pour chaque interface. Les fichiers numériq ues sont alors générés avec un
échantillon nage angulaire de 1°. Ils doivent ensuite être chargés par l'interface principale
pour être pris en comp te.
25
ECTIA
PRAMM
3.2.1 Fond
La Figure 12 présen te l'interf ace de créatio n des fichiers du coefficient de réflexion et
du lobe de diffusion au fond. Le menu Calcul ne possède qu'un e action : Calculer . Le
men u Visualisation permet de visualiser indép en d a m m e n t le Coefficient de réflexion et le
Lobe de diffusion calculés. Les fenêtres de visualisatio n de ces infor matio n s seron t
présen tées plus bas (§ 3.4.2). Le men u Fichier permet de Sauvegard er le résultat au
form at de PRAMM lorsqu'il est satisfaisan t. Le nom de fichier indiqué par l'utilisateu r
lors de la sauvegar de sert à déter mi ner la racine du nom des fichiers à générer. Il peut
donc comp or t er l'extension .ref , .dif ou pas d'exten sion du tout. Dans tous les cas, le
progr am m e sauvegar d e les deux fichier s définissan t l'interface. Par exemple, que
l'utilisateur donne sable.ref , sable.dif ou sable , le progr am m e crée toujou r s les deux
fichiers sable.ref et sable.dif .
Le calcul du coefficient de réflexion au fond nécessite la donnée de la nature du sous sol. PRAMM prévoit la possibilité d'avoir une ou deux couches, la dernière étant toujo ur s
considér ée semi - infinie et munie de para mèt r es de cisaillemen t. L'utilisateu r peut choisir
entre quatre natur es de fond stand ar d s pour chaque couche, mais chaqu e paramè t r e
peut aussi être affiné indépen d a m m e n t des autres. Le calcul du lobe de diffusio n
nécessite seulemen t la donnée de l'index de Lambert. La donnée génér ale des fréquences
n'est en fait utilisée que pou r le calcul du coefficient de réflexion. Ajouto ns que si le
sous - sol ne comp or te qu'une couche semi - infinie, le coefficient de réflexion est, comme
le lobe de diffusion, indépen d a n t de la fréquence.
Figure 12 Interface de création des fichiers de coefficient de réflexion
et lobe de diffusion au fond.
3.2.2 Surface
La Figure 13 présen te l'interf ace de créatio n des fichiers du coefficient de réflexion et
du lobe de diffusion en surface. La barre de menu est exactemen t la même que pour la
création des fichiers de fond.
26
ECTIA
PRAMM
Les paramèt r e s génér aux nécessaires au calcul sont les fréquences et la vitesse
vent. Pour la réflexion, il est possible de préciser si on souhaite utiliser la loi
Beckman n ou la loi de Eckart. Il faut alors pren dr e garde au fait que le changem en t de
modifie l'unité de vitesse du vent (pour respecter les for mules classiques), mais pas
valeur. Pour le lobe de diffusion, seule la loi de Chap ma n et Harris est disponible.
du
de
loi
sa
Figure 13 Interface de création des fichiers de coefficient de réflexion
et lobe de diffusion en surface.
3.3 Configuration des résultats
La zone de résultat présen te l'ensem ble des rayons trouvés. L'affichage est
para mét r a ble, à l'aide de la fenêtr e Configuration des résultats accessible par le menu
Options (Figure 14 ). Trois niveaux de configur atio n sont prop os és :
Le choix des caractéristiq ues à afficher et le format de chacune. Par défau t, toutes les
caractéristiq ues sauf la célérité maximale sont sélectionn ées avec un format
perm et t an t de les afficher sur une ligne dans la fenêtr e stan d ar d (sur 85 caractèr es).
En plus des caractéristiqu es choisies dans cette fenêtr e, chaque ligne de résultat est
précédée du numér o du rayon.
La caractéristiq ue servant à trier les rayon s et l'ordre de tri (croissant ou décroissan t).
Cette caractéris tiq ue peut ne pas être sélectionn ée pour l'affichage. Par défaut, c'est
l'or dre croissant des angles d'émissio n qui est retenu.
La sup pr es sio n des doublo ns, c'est - à- dire des rayons de mêmes caractéristiq ues
géométriq ues (nombr es de réflexion s et de retou r ne m e n t s identiqu es) émis à des
angles dont l'écart est inférieur à une certaine valeur à préciser.
Notez que les option s de configur atio n ne sont prises en comp te que lors d'une action
sur Appliquer . Fermer la fenêtre conserve son état pour la prochaine ouvertu r e, mais
n'ap plique pas les modification s appor tées depuis la dernière application. Il est possible
de sauvegar der et de recharger un fichier de configur atio n. La Figure 15 présen te les
mêmes résultats que la Figure 11 après applicatio n d'un tri des rayons par ordre
croissan t des pertes.
27
ECTIA
PRAMM
Figure 14 Fenêtre de configuration des résultats.
Figure 15 Affichage des résultats avec un tri des rayons par ordre croissant des pertes.
28
ECTIA
PRAMM
3.4 Visualisation des résultats
Le logiciel per met de visualiser grap hiqu em e n t les profils chargés, la bathymét rie, les
coefficient s de réflexion, les lobes de diffusion, les trajectoires des rayons, leurs temps
d'arrivée, leurs niveaux de pertes, leurs niveaux réverbérés, ou un cham p de pertes.
Toutes les fenêtres graphiq ues compo r te n t un menu popu p qui peut être activé
n'impo r te où dans la fenêtre à l'aide du bouto n de droite de la souris. Ce menu compo r te
au moins quatr e options : Titre , Impri mer , Sauvegarder et Fermer . L'option Titre permet
d'inscrire un titre en haut de la fenêtr e. L'option Impri mer donne accès à une fenêtr e de
para mét r ag e de l'impr ession, détaillée au § 3.5. L'option Sauveg ard er per met de
sauvegar d er l'image au form at jpeg (§ 3.6).
3.4.1 Visualisation des profils
Dès qu'u n fichier de bathycélérimét rie a été chargé, les profils peuvent être affichés. Il
est aussi possible d'afficher la bathycélérimét rie sous la for me d'un champ distance immer sion, à l'aide d'une option suppléme n t air e figuran t dans le menu pop u p de la
fenêtr e. La Figure 16 présen te par exemple un profil de Munk sous les deux for mes
possibles. Si une bathy mét rie a été chargée, elle apparaît dans la visualisation sous for me
de champ.
29
ECTIA
PRAMM
Figure 16 Fenêtres de visualisation de la bathycéléri métrie.
3.4.2 Visualisation des coefficients de réflexion
Lors de la création d'un coefficient de réflexion ou après son chargemen t dan s
l'interf ace principale, il est possible de le visualiser. La Figure 17 mo ntre par exemple le
mod ule et la phase du coefficient de réflexion d'un fond constit ué d'une unique couche
30
ECTIA
PRAMM
de calcaire, avec les para mèt r es par défaut. La visualisatio n du module et de la phase a
en fait lieu dans la même fenêtre, une option du menu popu p per mett an t de passer
simplem en t de l'un à l'autr e.
Figure 17 Fenêtre de visualisation du module ou de la phase du coefficient de réflexion.
31
ECTIA
PRAMM
3.4.3 Visualisation des lobes de diffusion
Lors de la création d'un lobe de diffu sion ou après son chargeme n t dans l'interf ace
principale, il est possible de le visualiser. La Figure 18 mont re par exem ple le lobe de
diffusion d'un fond constit ué d'une unique couche de calcaire, avec les param èt r es par
défaut. Bien que nous présen tion s une image couvrant le domaine angle d'incidence ×
angle retou r complet, seule la diagonale est utilisée dans PRAMM, puisq ue nous preno n s
l'angle retour com me l'oppo sé de l'angle d'incidence.
Figure 18 Fenêtre de visualisation du lobe de diffusion.
3.4.4 Visualisation des rayons
Il est possible d'afficher tous les rayons simultané m en t, ou un rayon particulier défini
par son numér o dans la fenêtr e de résultats. Sur la Figure 19 , on peu t voir tous les
rayons pro pr es liant la source au récepteur calculés sans bathy mét rie, et sur la Figure 20
les rayon s propr es après un calcul utilisant une bathymé tr ie.
Les paramèt r e s des simulation s sont les suivants :
Fichier du profil bathycéléri métriq ue : Munk.mzc
Fichier de bathym étrie : Munk.bat
Immer sion source et récep teur : 1200 m
Distance de propagation : 100 km
Sensibilité du récepteur : 1 m
Recherche angulaire de - 20 à 20 degrés par pas de 0.1
Recherche dichoto miq u e sur 20 pas
Pas de correctio n de courbu re de la Terre
Réflexions au fond et en surface autorisées
Calcul des pertes avec atténu ation (form ule de Thor p) à 800 Hz
32
ECTIA
PRAMM
Calcul des trajets sur 200 points minim u m
Le calcul sans bathy métr ie per met de trouver 21 rayons, et celui avec bathy mét rie 26.
Figure 19 Fenêtre de visualisation de rayons calculés sans bathy m ét rie.
Figure 20 Fenêtre de visualisation de rayons calculés avec une bathy m é trie.
33
ECTIA
PRAMM
3.4.5 Visualisation des temps d'arrivée ou des pertes
Après calcul de la propag ati on, les temp s d'ar rivée des rayon s peuvent être visualisés.
Si l'option Calcul des pertes a été deman d ée, on indique de plus pour chaq ue rayon le
niveau de pertes obten u. L'affichage peut être effectué pour tous les rayons, ou pour un
rayon par ticulier. La Figure 21 donne les temp s d'ar rivée des rayons de la Figure 19 ,
tandis que la Figure 22 indique en plus les niveaux de pertes pour les 26 rayons de la
Figure 20 . Lorsque les pertes ont été calculées par som matio n cohéren te, une option du
men u pop up per met de choisir entre la visualisation du module ou de la phase.
Figure 21 Fenêtre de visualisation des temps d'arrivée.
34
ECTIA
PRAMM
Figure 22 Fenêtre de visualisation des pertes.
3.4.6 Visualisation des niveaux réverbérés
Les niveaux réverbér és ne peuven t bien sûr être visualisés que si un calcul de
réverbération a été effectué. La Figure 23 présen te les niveaux réverbér és obten u s pour
le profil de Münk chargé en fonction du temp s. Le menu de la fenêtr e de visualisation
prop os e deux nouvelles optio ns : pren d re le temp s ou la distance en abscisse. La Figure
24 est l'analogue de la précéd ent e, avec la distance.
Les param èt r es de simulatio n sont globaleme nt inchang és. Nous avons conservé la
bathymé tr ie, pris une ouver tur e latér ale de la source de 360 degrés et un niveau
minimu m de réverbér atio n de - 500 dB. Les angles de calcul des rayons sont les mêmes :
de - 20 à 20 degrés par pas de 1, soit 23 rayon s (calcul de faisceau pour lequel seuls les
rayons ayant au moins une réflexion sur une interface sont conservés). Nous n'avons pas
chargé d'inter faces ; le milieu est donc parfaiteme n t réfléchissan t et diffusan t, ce qui
explique les valeurs impor tan te obten ues.
35
ECTIA
PRAMM
Figure 23 Fenêtre de visualisation des niveaux réverbérés en fonction du temps.
Figure 24 Fenêtre de visualisation des niveaux réverbérés en fonction de la distance.
36
ECTIA
PRAMM
3.4.7 Visualisation du champ de pertes
Enfin, si un calcul de champ de pertes a été deman dé, sa visualisatio n peut aussi être
effectuée comme mont ré sur la Figure 25 . En cas de somm atio n cohéren te, une option du
men u pop up per met de choisir entre la visualisation du module ou de la phase. Il faut
noter que dans ce cas, les trajectoir es des rayons et leur diagram m e temp s d'arrivée pertes ne peuvent pas être visualisées (ces inform ation s ne sont pas conservées à cause
des risques de dépas se me n t de mémoire). L'échelle des couleur s peut être modifiée grâce
à l'optio n colorbar du menu popu p, qui ouvre une boite de dialogue deman d a n t les
valeurs haute et basse à utiliser. Notez que, s'agissan t de pertes, l'échelle est inversée :
on a par exemple pour la Figure 25 une valeur basse de 110 dB et une valeur haute de 50
dB.
Figure 25 Fenêtre de visualisation du cham p de pertes.
3.4.8 Sélection des informations à visualiser
La cohérence des infor mation s appar aiss an t dans les différen tes fenêtr es grap hiq ues
est assur ée par une interface comm u n e de sélection des données à visualiser (Figure 26 ).
Figure 26 Fenêtre de sélection des données à visualiser.
37
ECTIA
PRAMM
Ainsi, lorsq u' u n rayon est sélection né, ce rayon et les niveaux (de pertes ou de
réverbération) de tous les rayons sont affichés, le ou les niveaux du rayon sélection né
étant mis en évidence en rouge (voir la Figure 27 pour les infor m ation s affichées après
sélection du rayon numér o 21).
Si des fréquences ont été utilisées dans le calcul (soit parce qu'elles étaient définies
dans des fichier s d'interf ace lus, soit parce qu'elles ont été spécifiées par l'utilisateu r sur
l'interf ace princip ale), il est possible de choisir la fréquence pour laquelle les résultats
doiven t être affichées.
Figure 27 Ensemble des inform ations affichées pour le rayon 21.
38
ECTIA
PRAMM
3.5 Impression des graphiques
L'activatio n de l'option Imprim er dans n'imp or t e quelle fenêtr e de visualisation fait
appar aît re la boîte de dialogue d'impr essio n de java, dont l'aspect dépen d de la version
de java et du systèm e d'exploitation (Figure 28 , pour la boite de dialogue de java 1.4.2
sous Linux).
Figure 28 Boîte de dialogue pour l'impression.
3.6 Sauvegarde des graphiques
L'activatio n de l'optio n Sauvega rd er dans n'imp or t e quelle fenêtr e de visualisation
ouvre un sélecteu r de fichier per mett an t de donner le nom de l'image à créer. Les labels
des axes sont conservés, mais la légende située en - dessou s n'est pas intégrée dans
l'image. A titre d'exemple, la Figure 29 montr e l'image sauvegard ée à partir de la fenêtr e
située en bas à droite de la Figure 27 .
39
ECTIA
PRAMM
Figure 29 Exemple d'image sauvegardée.
40
ECTIA
PRAMM
4. Version non interactive : PRAMM
La version non interactive (ou batch) de PRAMM constitu e le coeur du logiciel. Cette
version est plus rapide, puisqu' aucu n affichage graphiq ue n'est effectué, et per met
surt ou t d'auto m ati ser les calculs à l'aide d'un simple progra m m e script. Les fichier s de
configur atio n sont alors supp os és corrects, puisqu' aucu n e interaction avec l'utilisateu r
n'est prévue. Il est donc conseillé de tester ces fichier s avec la version interactive, avant
de lancer un calcul prolon gé. D'autre part, la sauvegar d e des résultat s de la simulatio n
écrase tout fichier de même nom existant déjà. L'utilisateu r doit donc faire preuve de la
plus grand e prude nce pour l'utilisation de cette version.
4.1 Fichier des paramètres
Le fichier de para mèt r es doit être struct ur é de la façon suivante :
le type de calcul à effectu er : 0 pour un faisceau, 1 pour les rayons pro pr es, 2 pour la
réverbération, 3 pour un cham p de pertes
le nom du fichier de définition des profils,
le nom d'un fichier de bathy mét rie s'il y a lieu, sinon mettre *,
le nom d'un fichier de surface s'il y a lieu, sinon mettre *,
le nom d'un fichier de fond s'il y a lieu, sinon mettr e *,
le nom du fichier résultat,
l'immersion de la source (m),
la distance de propag atio n (km),
la prise en comp te de la cour bu re de la Terre (TRUE ou FALSE),
l'angle de dép ar t de la recherche (degré),
l'angle d'arrivée de la recherche (degré),
le pas angulaire de recherche (degré),
SI le calcul ne concern e pas un cham p de pertes :
l'autorisatio n des réflexions de surf ace (TRUE ou FALSE),
l'autorisatio n des réflexions de fond (TRUE ou FALSE),
le calcul des pertes de chaque rayon (TRUE ou FALSE),
le calcul des trajets (TRUE ou FALSE),
SI le calcul des trajets est deman dé :
le nombr e minimu m de points des trajets.
SI le calcul concer ne les rayons propr es :
l'immer sio n du récepteu r (m),
la sensibilité du récepteu r (m),
l'optio n de recherche dichoto miq u e (TRUE ou FALSE),
SI l'optio n de recher che dichoto miq u e est à TRUE :
le nombr e de pas de recherch e dichoto miq u e.
SINON SI le calcul concern e la réverbér atio n :
l'ouver tu r e latérale de la source (degré),
le niveau minimu m de réverbération pris en comp te (dB).
SINON SI le calcul concern e le cham p de pertes :
les nombr es de pas de calcul horizon ta ux et verticaux,
l'immer sio n maximale de calcul des pertes, ou 0 si on veut le résultat sur toute
la colon ne d'eau (paramètr e non accessible par l'interface java) (m).
41
ECTIA
PRAMM
SI il s'agit d'un calcul de rayons pro pr es ou faisceaux avec pertes, d'un calcul de
réverbération, ou d'un calcul de cham p de pertes :
la spécification de fréquences (TRUE ou FALSE)
SI des fréquen ces sont spécifiées :
soit les fréquences minimale, maximale et le pas d'échantillon nage (Hz),
soit l'oppo sée du nomb re de fréquences (au moins 2) et la liste des
fréquences (Hz).
le type d'amo rtiss em e n t désiré (NONE, THORP ou LEROY).
SI il s'agit d'un calcul de rayons propr es ou faisceaux avec pertes, ou d'un calcul de
champ de pertes :
le type de som ma tio n : TRUE pour cohéren te et FALSE pour incohéren te.
Eventuellement, le nom d'un fichier de configur atio n des résultats.
Un exemple de fichier de param èt re s est présent é ci- desso us pour chaque type de
calcul.
Pour un calcul de faisceau sans bathy métr ie, sans calcul de per tes (donc sans
interf ace), mais avec calcul des points caractéristiq ues des trajectoires (2 points
minimu m deman d é), et un fichier de configur ation des résultats :
0
munk.mzc
*
*
*
test0
1200. 100.
TRUE
- 27. 27. 1.
TRUE TRUE FALSE TRUE 2
ma_config.cfg
Pour un calcul de rayons propr es avec bathym étrie, calcul des per tes incohér ent es, en
utilisan t la formule de Thor p pour les fréquences de 200 à 800 Hz par pas de 100, calcul
des trajectoires sur 200 points minimu m, mais sans interfaces :
1
munk.mzc
munk.bat
*
*
test1
1200. 100.
TRUE
- 27. 27. 0.01
TRUE TRUE TRUE TRUE 200
1200. 1. TRUE 20
TRUE 200. 800. 100.
THORP
FALSE
Pour un calcul de réverbér atio n pour les fréqu ences de 200 à 800 Hz par pas de 100,
avec bathy mét rie et interface, mais sans attén ua tio n, sans calcul des pertes, avec calcul
des trajectoires sur un minim u m de 10 points :
2
munk.mzc
munk.bat
*
42
ECTIA
PRAMM
sand.r&d
test2
1200. 100.
TRUE
- 30. 30. 1.
TRUE TRUE FALSE TRUE 10
360. - 200.
TRUE 200. 800. 100.
NONE
Pour un calcul de champ de pertes cohéren t sur toute la hauteur de la colonne d'eau
pour les fréquences 200, 300 et 800 Hz, avec bathymét rie, interface et attén ua tio n :
3
munk.mzc
munk.bat
*
limestone.ref
test3
1200.0 100.0
FALSE
- 20.0 20.0 0.01
200 100 0.0
TRUE - 3 200. 300. 800.
THORP
TRUE
Si le fichier de paramèt r e s s'appelle data, le progra m m e est lancé à l'aide de la
com man d e : PRAMM data
4.2 Fichier de configuration des résultats
Le fichier de configuratio n des résultats per met de choisir et format er les
infor ma tio n s à sauvegar d er, et de classer les rayons selon l'une des inform ation s. Les 12
premières lignes corresp o n d e n t à chacun e des infor matio ns disponibles, c'est - à- dire
dans l'ordre :
l'angle de dép ar t de la source
l'angle d'arrivée
le temps de parco ur s
la distance curviligne parco ur ue
la célérité maximale atteinte
l'immersion minimale
l'immersion maximale
le nomb re de réflexions au fond
le nomb re de réflexions en surface
le nomb re de reto ur n e me n t s (réfraction s) vers le haut
le nomb re de reto ur n e me n t s (réfraction s) vers le bas
les pertes
Pour chacun e, on indique si elle doit figurer dans les résultats (TRUE ou FALSE), son
form at d'affichage (attention à respecter le type de la variable : entier ou réel), et son
utilisatio n pour le tri des rayons (TRUE ou FALSE). Si plusieu rs infor mation s sont
indiquées à utiliser pour le tri, seule la dernièr e est réellement utilisée. Il est à noter qu'il
est possible d'effectuer le tri selon une infor mation qui ne sera pas sauvegar d ée. Les
deux dernières lignes du fichier de configuration contienne nt l'or dre du tri (INCREASE ou
43
ECTIA
PRAMM
DECREASE), et l'option de sup pr es sio n des doublon s (TRUE ou FALSE). Si cette option est
deman d ée, elle doit être complétée par la donnée d'un angle maximal, au - delà duquel
des rayons de mêmes caractéristiq ues géométriqu es sont tout de même considérés
distincts.
Exemple de fichier, corres po n d a n t à la configur ation par défaut :
TRUE %6.2f TRUE
TRUE %6.2f FALSE
TRUE %7.4f FALSE
TRUE %9.2f FALSE
FALSE %8.2f FALSE
TRUE %8.2f FALSE
TRUE %8.2f FALSE
TRUE %2d FALSE
TRUE %2d FALSE
TRUE %2d FALSE
TRUE %2d FALSE
TRUE %5.1f FALSE
INCREASE
FALSE
Toutes les infor mation s sont sauvegar d ées, le critère de tri est l'ordr e croissan t de
l'angle d'émissio n, et il n'est pas prévu de supp rim er les doublon s.
44
ECTIA
PRAMM
5. Format des fichiers
5.1 Fichiers d'entrée
5.1.1 Fichier des profils bathycélérimétriques
Le fichier ASCII des profils bathycélérimétriq u es contient un certain nomb re de
couples (immersion, célérité) définissan t le milieu de prop ag atio n des rayons. Son nom
peut être quelco nq ue : aucu ne extension n'est requise. Il doit avoir la forme suivante :
- le nomb re de profils
Pour chaque profil
- sa distance à la source
- le nomb re de points nbPoints qui le compo sen t
- l'immersion et la célérité des points du profil
1
int
1
1
2 × nbPoints
float
int
float
Il faut noter que le logiciel est capable de lire n'impo r te quel fichier. Néan moin s, si un
problème est rencon tr é lors de la lectur e, il est signalé et l'utilisateur sera bien avisé
d'effectu er un affichage des profils lus avant tout calcul. Par exemple, la suite des profils
doit aller en s'éloignant de la source, le premier étant nécessairem en t à distance nulle.
Les profils peuvent compo r ter des nomb res de points différent s, pourvu que le premier
soit à l'immer sio n nulle, et le dernier à la même immersion maximale.
5.1.2 Fichier de bathymétrie
Le fichier ASCII de bathy métr ie contient un certain nombr e de couples (distance,
immer sion) définissant la forme du fond marin entre la source et le récepteu r. Son nom
peut être quelco nq ue : aucu ne extension n'est requise. Il doit avoir la forme suivante :
- le nomb re de points nbPoints
- la distance à la source et la profo n de u r de tous les points
1
2 × nbPoints
int
float
La bathy mét rie doit être définie à partir de la source. De même que pour les fichiers
de profils, le logiciel peut lire n'impo r te quel fichier. Si un problème est signalé,
l'utilisateur ne dispose comme moyen de contr ôle avant calcul que de l'inspectio n de son
fichier à l'aide d'un éditeur de texte.
5.1.3 Fichiers d'interface
Les fichier s binaires d'interf ace (ou d'enviro nn e m en t) contien nen t une descriptio n
nu mériq ue des interfaces du milieu. Les extensio ns des fichiers sont imposées :
.ref pour le coefficient de réflexion en surface ;
.dif pour le lobe de diffusion en surf ace.
Pour la lecture, le logiciel sup po se que les fichiers ont la même racine. Si certains
fichiers ne sont pas trouvés, PRAMM avertit qu'il va prend r e une valeur constan te et
égale à 1 (milieu parfaitem en t réfléchissan t ou diffusan t) pou r effectuer les calculs.
Chaque fichier contient un entête binaire per mett a n t de connaîtr e le nombr e de
portio ns de l'interface, leur type, ainsi que les angles et les fréqu ences auxquels le
para mèt r e est défini. La cohérence des différents entêtes est vérifiée avant lecture des
données. Pour cela, les règles suivantes sont appliquées (dans cet ordre) :
45
ECTIA
PRAMM
La taille de la zone de donn ées doit être égale au prod uit
par le nombr e de types, le nombr e d'angles et la taille
complexe (2 float ) pour les coefficient s de réflexion. Pour
taille doit être celle précéd ent e multipliée de nouveau par le
du nomb re de fréquences
d'un réel (float ) ou d'un
les lobes de diffusion, la
nomb re d'angles.
Pour chaque interface (surface ou fond), les types, les por tions, les fréquences et les
angles doivent être les mêmes pour les deux fichiers (coefficient de réflexion et lobe
de diffusion). Il doit y avoir au moins deux angles définis.
D'une interf ace à l'autre (si deux interfaces sont définies), les fréqu ences doivent aussi
être les mêmes. Les autres données (portions, types et angles) peuven t être
différentes.
Le nombr e de types doit être inférieur au nombr e de por tion s, les numér os des types
doiven t être comp ris entre 1 et le nomb re de types (inclus), l'abscisse de la première
portio n doit être 0. Les fréquences, les abscisses des portion s et les angles doivent
être rangés en ordre croissan t (pour permet tr e les inter polation s).
-
La str uctu r e d'un fichier de don nées doit nécessair eme n t être la suivante :
nomb re de por tions nbParts
1
nomb re de types nbTypes , nbTypes ≤ nbParts
1
abscisses des débu ts des por tion s x, x[0] = 0
nbParts
type de chaque portion type, 1 ≤ type[i] ≤ nbTypes
nbParts
nomb re de fréquences nbFreq
1
liste des fréquences f
nbFreq
nomb re d'angles nbAngles
1
liste des angles a
nbAngles
valeurs du paramè tr e R
(2 ×) nbFreq × nbTypes × nbAngles
ou I
nbFreq × nbTypes × nbAngles × nbAngles
int
int
double
int
int
double
int
double
double
double
Le facteu r 2 corresp o n d à un coefficient de réflexion complexe (cas des fichiers
générés par PRAMM). Les fichiers d'inter face doivent toujou r s être écrits selon la
convention big- endian.
5.2 Fichiers de sortie
5.2.1 Fichier des résultats
Le fichier ASCII des rayons trouvés est l'exacte copie de la fenêtr e des résultat s du
logiciel. Il contient donc autan t de lignes qu'il y a de rayons. Chaque ligne contient tout
ou une partie des infor mation s suivantes :
-
le nu mér o du rayon
les angles de dépar t de la source et d'arrivée au récepteu r
le temps de parcou rs
la distance curviligne parcou r ue
la célérité maximale par laquelle le rayon est passé
les immersion s minimale et maximale atteintes par le rayon
les nomb res de réflexions au fond et en surface
les nomb res de retou r n em e n t s vers le haut et vers le bas
les pertes totales pour toutes les fréquences deman d ée s
46
1
2
1
1
1
2
2
2
(2 × ) nbfreq
int
float
float
float
float
float
int
int
float
ECTIA
PRAMM
Le facteur 2 pour les pertes corres po n d au cas de la som matio n cohérente. On a alors
pour chaque fréquence le mod ule et la phase des pertes du rayon. L'extension .res est
auto m atiq u em e n t ajoutée au nom du fichier s'il ne la possèd e pas déjà.
5.2.2 Fichier des paramètres
Le fichier ASCII des param èt r es contient les valeur s de tous les param èt re s ayant servi
à effectuer un calcul de rayons. Il contient aussi, s'il y a lieu, des infor mation s sur les
problèmes rencont r és lors du calcul, essentiellemen t l'échec de la recherche
dichoto miq ue en cas de calcul de rayons pro pr es. Son écriture est auto m atiq ue et se fait
en même temp s que celle du fichier des résultat s. Son nom est identiq ue à celui du
fichier des résultats, avec l'extensio n .sav au lieu de .res . Ci- desso us figure un exemple
d'un tel fichier.
TRACE DE RAYONS PROPRES
Nom du fichier des profils bathycélérimétriques :
isocel.mzc
Nombre de profils dans le fichier : 1
Profondeur de la source : 90.00 m
Profondeur du récepteur : 10.00 m
Distance source- récepteur : 5.00 km
Sensibilité du récepteur : 1.00 m
Réflexions en surface autorisées
Réflexions au fond autorisées
Pas de correction de courbure de la Terre
Calcul des pertes
Recherche dichotomique, 20 pas maximum
Recherche angulaire de - 30.00 à 30.00 degrés, par pas de 0.10
Atténuation : formule de Thorp
Fréquences : de 200 à 800 Hz par pas de 200
Profil numéro 1
Recherche dichotomique non aboutie entre - 0.10 et 0.00 degrés
Profil numéro 1
Recherche dichotomique non aboutie entre 0.00 et 0.10 degrés
Nombre de rayons trouvés : 44
5.2.3 Fichier des trajets
Le fichier binaire des trajet contient la sauvegar d e intégrale de tous les rayons
calculés. Son écritur e est auto ma ti qu e et se fait en même temp s que celle du fichier des
résultats. Son nom est identique à celui du fichier des résultat s, avec l'extensio n .trj au
lieu de .res . Le form at d'écritur e est le suivant :
- le nomb re de rayons
- le nomb re de fréquen ces de calcul nbFreq
- les fréquences de calcul
1
1
nbFreq
47
int
int
double
ECTIA
PRAMM
Pour chaque rayon :
- le nu mér o du rayon
1
- les angles de dépar t et d'arrivée
2
- le temps de parcou rs
1
- la distance curviligne parcou r ue
1
- la célérité maximale par laquelle le rayon est passé
1
- les immersion s minimale et maximale atteintes
2
- les nomb res de réflexions au fond et en surface
2
- les nomb res de réfractio ns vers le haut et vers le bas
2
- les pertes du rayon pour chaque fréquence deman dée
pertes par : divergence géométriqu e, attén u ation,
réflexions en surface, réflexions au fond, total
8 × nbFreq
- le nomb re de points définissan t le trajet
1
Pour chaque point du trajet :
- son type (0 : nor mal, 2 : retour ne m en t dans une couche,
3 réflexion en surface, 4 : réflexion au fond,
5 : réflexion au fond avec réémission vers la source)
1
- ses coor do n n ées
2
- la distance curviligne parcou r ue
1
- le temps de parco ur s
1
- l'angle de la trajectoire par rap po r t à l'horizo nt ale en ce point
1
- le nomb re de points de réverbératio n
Pour chaque point :
- la distance à laquelle s'est pro duit le phéno m èn e
1
- le temp s de retour à la source
1
- les niveaux réverbérés pour toutes les fréquences deman dée s
nbFreq
int
double
double
double
double
double
int
int
double
int
int
double
double
double
double
double
double
double
Pour les pertes, le facteur 8 peut surp ren d r e, puisqu' on a que 5 ter mes. Il résulte du
fait que les deux premier s sont réels, et les 3 derniers complexes. Il convient aussi de
préciser que pou r un point de type 3, 4 ou 5 (point de réflexion), l'angle indiqué est
l'angle d'incidence du rayon sur l'interf ace, et non l'angle de réémissio n. De plus, dans
les cas 4 et 5, cet angle d'incidence tient comp te d'une éventuelle bathym étrie.
5.2.4 Fichier du champ de pertes
Le fichier binaire du champ de pertes contient la matrice complète des pertes. Le
form at est le suivant :
- le nomb re de pas horizo n ta ux et verticaux NbX, NbZ
- les abcisses des points de calcul
- la valeur de la bathymé trie en chacu n de ces points
- le nomb re de fréquen ces de calcul nbfreq
- la liste des fréquences
Pour chaque fréquen ce :
Pour chaq ue pas horizo nt al :
- la valeur des pertes sur la verticale
2
NbX
NbX
1
nbfreq
int
double
double
int
double
2 x NbZ
double
Le facteur 2 sur a dernière ligne provient du fait que le champ de pertes est toujo ur s
sauvegar d é sous for me complexe, même si seul le mod ule est renseigné (som matio n
incohér ent e).
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