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Theses Year : 2018

Green's function retrieval from noise correlation in multiple scattering media

Reconstruction de la fonction de Green par la corrélation du bruit ambiant dans les milieux

Abstract

Ambient-noise interferometry is an approach to estimate the transient response between two receivers without an active source. The method consists of cross-correlating recordings of ambient vibrations at a pair of passive instruments that act only as receivers. This dissertation contributes to evaluating the robustness and accuracy of Green's function reconstruction by cross-correlation of noise, disentangling the respective roles of ballistic and reverberated ('coda') signals. We focus our study on a strongly reverberating medium. We conduct a suite of experiments on a highly reverberating thin duralumin plate. We find that the coda of the arrivals contribute the most to retrieval of the Green's function. We also develop an analytical model that predicts the dependence of symmetry of the cross-correlations on the number of sources. Next, we focus on a reverberating medium with a scatterer. We passively estimate the scattering strength of the scatterer by implementing ambient-noise interferometry. In the last part, we focus on a reverberating medium with locally resonant scatterers which acts as a metamaterial. Our objective is to assess the behaviour of the cross-correlation in such a medium. We build an example of such materials in the laboratory by attaching an array of rods, arranged in a sub-wavelength order, to the surface of a thin elastic plate. We find different behaviours which are consistent with the regimes that correspond to propagation band and bandgap. We next apply the cross-correlation technique to the real data obtained in METAFORET experiment. Our findings are consistent with the resonating behaviour of trees at the corresponding frequency bands.
L'interférométrie de bruit ambiant est une approche pour estimer la réponse impulsionnelle entre deux récepteurs sans source active. Cette thèse contribue à l'évaluation de la robustesse et de la précision de la reconstruction de la fonction de Green par la corrélation du bruit ambiant dans les milieux réverbérants. Plus précisément, on distingue les rôles respectifs de la partie balistique et coda des signaux dans les corrélations. Ensuite, nous nous concentrons sur un milieu réverbérant incluant un diffuseur. Nous estimons de manière passive la force du diffuseur en utilisant l'interférométrie du bruit ambiant. Dans la dernière partie de ce travail, nous nous concentrons sur un milieu réverbérant contenant les inclusions résonantes. Notre but est d'évaluer le comportement de la corrélation dans ce type de milieu. Nous avons construit un de ces matériaux au laboratoire qui est constitué des tiges verticales à la surface d'une plaque mince élastique. Nous trouvons que les différents comportements sont bien cohérents avec les régimes qui correspondent à la bande de propagation ou interdite. Comme la partie sismique, nous appliquons la technique de corrélation aux données réelles récupérées lors de l'expérience METAFORET. Nos résultats sont sont en accord avec le comportement diffusant des arbres dans les gammes de fréquence correspondante.
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Dates and versions

tel-03135085 , version 1 (08-02-2021)

Identifiers

  • HAL Id : tel-03135085 , version 1

Cite

Aida Hejazi Nooghabi. Green's function retrieval from noise correlation in multiple scattering media. General Physics [physics.gen-ph]. Sorbonne Université, 2018. English. ⟨NNT : 2018SORUS609⟩. ⟨tel-03135085⟩
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