Contribution à l'étude des champs électriques très basses fréquences en milieu océanique - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1993

Contribution to the study of the very low frequencies Electric Fields in oceanic medium

Contribution à l'étude des champs électriques très basses fréquences en milieu océanique

Résumé

The measurement of the electromagnetic fields of very low frequencies in oceanic medium interests of many scientific disciplines, of oceanography to geophysics while passing by the underwater detection. The study of the electric field, complementary to that of the magnetic field, however did not arouse until now an interest as important as its counterpart. This thesis thus proposes a contribution to the study of the very low frequencies electric fields in oceanic medium. Initially, in order to show the interest of the measurement of the electric field, we present the electromagnetic phenomena observable at sea at very low frequencies. A review of the state of the art of electrometry in oceanic medium highlights the difficulties and the limitations at the level of the high-sensitivity instrumentation. We describe then the design and the development of an experimental model of electrometer using an original physical principle. The system, gauged in laboratory, posts a sensitivity about the nV/m in a frequency band going down up to 0,01 Hz, which locates it among the best existing apparatuses. Some experiments of measurement are presented, aiming to the description of very weak electric fields of physical origin (electrodynamic) or electrochemical (corrosion). In margin of electrometry, we are also interested in a general, theoretical and experimental way, with the electromagnetic fields generated by the phenomena of corrosion. We present finally a three-dimensional modeling of our electrometer by the finite element method, validated by comparison with a method integrals of border. Theoretical developments proved to be necessary to make it possible the method to take into account discontinuities of interfaces. These developments exceed the framework of the application to lead to a general method and a new class of interfacial finite elements.
La mesure des champs électromagnétiques de très basses fréquences en milieu océanique intéresse de nombreuses disciplines scientifiques, de l'océanographie à la géophysique en passant par la détection sous-marine. L'étude du champ électrique, complémentaire de celle du champ magnétique, n'a cependant pas suscité jusqu'à présent un intérêt aussi important que son homologue. Cette thèse propose ainsi une contribution à l'étude des champs électriques très basses fréquences en milieu océanique. Dans un premier temps, afin de montrer l'intérêt de la mesure du champ électrique, nous présentons les phénomènes électromagnétiques très basses fréquences observables en mer. Une revue de l'état de l'art de l'électrométrie en milieu océanique met en évidence les difficultés et les limitations au niveau de l'instrumentation haute-sensibilité. Nous décrivons ensuite la conception et la mise au point d'une maquette expérimentale d'électromètre utilisant un principe physique original. Le système, calibré en laboratoire, affiche une sensibilité de l'ordre du nV/m dans une bande de fréquence descendant jusqu'à 0,01 Hz, ce qui le situe parmi les meilleurs appareils existants. Quelques expériences de mesure sont présentées, visant à la mise en évidence de champs électriques très faibles d'origine physique (électrodynamique) ou électrochimique (corrosion). En marge de l'électrométrie, nous nous intéressons également de façon générale, théorique et expérimentale, aux champs électromagnétiques engendrés par les phénomènes de corrosion. Nous présentons enfin une modélisation tridimensionnelle de notre électromètre par la méthode des éléments finis, validée par comparaison avec une méthode intégrales de frontière. Des développements théoriques se sont avérés nécessaires pour permettre à la méthode de prendre en compte des discontinuités d'interfaces. Ces développements dépassent le cadre de l'application pour aboutir à une méthode générale et une nouvelle classe d'éléments finis interfaciaux.
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Dates et versions

tel-00139537 , version 1 (01-04-2007)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00139537 , version 1

Citer

Valéry Poulbot. Contribution à l'étude des champs électriques très basses fréquences en milieu océanique. Autre. Ecole Centrale de Lyon, 1993. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00139537⟩
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