Development and evaluation of equivalent-fluid approximations for sea-bottom sound reflection

Résumé

La réflexion du son sur le fond de mer est très importante dans des études de la propagation acoustique sous-marine. Comme la rigidité de la plupart des fonds permet la propagation des ondes de compression et de cisaillement, le probème de la détermination de l’amplitude et de la phase du coefficient de réflexion devient plus compliqué et les effets dûs à la propagation de ces ondes ne peuvent être négligés. Une méthode approchée consiste à remplacer le fond solide par un “fluide équivalent” en faisant un choix des paramètres qui prennent en compte l’effet des ondes de compression et de cisaillement. L’objet de ce travail est d’évaluer et de developer les modèles de fluides équivalents de la littérature en les utilisantpour calculer le coefficient de réflexion du fond. Les effets des ondes de cisaillement sont analysés. Un nouveau modèle de fluide equivalent (“fond effectif’) est proposé à partir de l’expression de l’impédance effective du fond. La comparaison entre ce nouveau modèle et les modèles existants montre que celui-ci fournit une meilleure prédiction du coefficient de refléxion. On propose également un modèle qui comporte des paramètres permettant de prendre en compte les effets de l’incidence rasante. Il est montré que l’utilisation de ces paramètres donne un meilleur agrément avec les valeurs des fonds marins réels pour la prévision de leurs coefficients de réflexion.