Mots clefs : Traitement du signal, acoustique sous-marine, matrice de covariance spatiale, bruit ambiant, ingénieur, mer/maritime, données réelles.
Laboratoire de recherche : IRENav – Ecole Navale (29)
Tuteurs du stage : M. Baptiste MENETRIER et M. Abdel BOUDRAA.
Les candidatures (CV et lettre de motivation) sont à transmettre avant le 1er/03/2026, sous la référence « STG3-DRI » à recrutement@ecole-navale.fr
En acoustique sous-marine, la localisation passive à l’aide d’un réseau de capteurs épars représente un défi scientifique majeur en raison de la complexité de l’environnement océanique. Les techniques de Matched Field Processing (MFP) ont suscité un fort intérêt dans la littérature comme solution potentielle à ce problème [1]. Cette approche peut être vue comme une méthode de formation de voies consistant à comparer les données mesurées à une bibliothèque de répliques simulées afin d’estimer la position de la source. Cependant, son application en conditions réelles reste limitée en raison de sa sensibilité aux inadéquations du modèle environnemental [2]. Dans le cas des signaux basse fréquence, tels que le bruit rayonné par les navires de surface, les incertitudes sur la bathymétrie et les propriétés du fond marin peuvent induire des erreurs significatives de localisation.
Pour s’affranchir de ces limitations, des variantes du MFP basées sur des répliques issues de données réelles ont récemment été explorées [3][4]. L’objectif est d’exploiter une source coopérante pour construire, à partir d’un ensemble de positions connues, une grandeur caractéristique de la position de la source. Cette bibliothèque de répliques « mesurées » est ensuite utilisée pour localiser une source inconnue. Une approche prometteuse pour la construction de ces répliques consiste à estimer le rapport des fonctions de transfert (Relative Transfer Function, RTF) [5][6] du guide d’ondes à partir des matrices de covariance spatiale du signal et du bruit.
Dans ce contexte, ce projet vise à étudier la matrice de covariance spatiale du bruit ambiant au sein d’un réseau d’observation de fond de mer.
Dans ce contexte, ce projet vise à étudier la matrice de covariance spatiale du bruit ambiant au sein d’un réseau d’observation de fond de mer.
Le stage s’articulera autour des étapes suivantes :
1) État de l’art des modèles théoriques de la matrice de covariance spatiale du bruit ambiant.
2) Estimation de la matrice de covariance du bruit ambiant pour le réseau étudié.
3) Analyse des variations des éléments de la matrice de covariance.
4) Ajustement d’un modèle et validation des résultats par une approche de type bootstrap.
Références : [1] A. B. Baggeroer, W. A. Kuperman, and P. N. Mikhalevsky. An overview of matched field methods in ocean acoustics. IEEE J. Oceanic Eng., 18:401–424, 1993.
[2] A. B Baggeroer. Why did applications of MFP fail, or did we not understand how to apply MFP? In Proc. 1st Int. Conf. and Exhib. on Underwater Acoustics. Greece, pages 41–49, 2013.
[3] L. T. Fialkowski et al. Matched-field processing using measured replica fields. J. Acoust. Soc. Am, 107:739–746, 2000.
[4] C. M. A. Verlinden, J. Sarkar, W. S. Hodgkiss, W. A. Kuperman, and K. G. Sabra. Passive acoustic source localization using sources of opportunity. J. Acoust. Soc. Am, 138:EL54–EL59, 2015.
[5] S. Gannot, D Burshtein, and E. Weinstein. Signal enhancement using beamforming and nonstationarity with applications to speech. IEEE Trans. Signal Process., 49:1614–1626, 2001.
[6] Markovich-Golan, S., & Gannot, S. (2015). Performance analysis of the covariance subtraction method for relative transfer function estimation and comparison to the covariance whitening method. 2015 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP), 544–548.
Profil attendu : Étudiant(e) en Master (M1/M2) ou en école d’ingénieur, spécialisé(e) en traitement du signal, acoustique sous-marine.
Une bonne maîtrise de Python et un intérêt pour l’analyse de données expérimentales seront particulièrement appréciés.
Localisation : Lanvéoc (29), Finistère
Début du stage : à partir de mars 2026
Durée du stage : 4 à 6 mois
Gratification mensuelle dans le cadre d’une convention de stage.
Nous rejoindre, c’est notamment bénéficier des avantages suivants :
- Transport gratuit : desserte maritime depuis la base navale de Brest et car au départ de Daoulas (arrêt à Le Faou, Tal-ar-Groas et Lanvéoc)
- Une restauration sur place aux frais du candidat (avec une participation de l’employeur)
