{"id":3455,"date":"2025-06-24T18:34:50","date_gmt":"2025-06-24T16:34:50","guid":{"rendered":""},"modified":"2025-06-24T18:34:50","modified_gmt":"2025-06-24T16:34:50","slug":"informations-sur-les-modeles-speculaire-sov-et-sov-complet","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.extende.com\/fr\/la-simulation-cnd\/documentation\/validation-experimentale-des-modeles-civa\/validation-experimentale-des-modeles-civa-en-ultrasons\/caracterisation-du-champ-de-capteurs-dans-leau-par-mesure-des-echos-dinclusion-solides-et-dun-plan-infini\/informations-sur-les-modeles-speculaire-sov-et-sov-complet\/","title":{"rendered":"Informations sur les mod\u00e8les sp\u00e9culaire, SOV et SOV complet"},"content":{"rendered":"<p>Lors d&rsquo;un calcul d&rsquo;\u00e9cho, l&rsquo;application du principe de r\u00e9ciprocit\u00e9 consiste \u00e0 calculer\u00a0pour chaque point du d\u00e9faut, le champ en \u00e9mission, le champ r\u00e9ception, et un coefficient de diffraction, adapt\u00e9 au mode de contr\u00f4le.<\/p>\n<\/p>\n<p>Dans l&rsquo;impl\u00e9mentation actuelle,\u00a0CIVA consid\u00e8re les\u00a0champs en \u00e9mission et en r\u00e9ception comme \u00e9tant des fronts d&rsquo;onde plans dont on ne va extraire qu&rsquo;un temps de vol, une amplitude, une phase, une direction de propagation et une polarisation (m\u00e9thode dite d&rsquo;extraction de champ max). Or, lorsque le d\u00e9faut est situ\u00e9 en champ proche, ou lorsque le champ propag\u00e9 sur le d\u00e9faut comporte plusieurs contributions, par exemple suite \u00e0 une r\u00e9flexion sur diff\u00e9rentes partie de la pi\u00e8ce, cette approximation n&rsquo;est plus valide. De m\u00eame, lors d&rsquo;un calcul avec un capteur multi-\u00e9l\u00e9ments, les effets li\u00e9s \u00e0 la pr\u00e9sence de lobes de r\u00e9seau ne sont pas pris en compte.<\/p>\n<\/p>\n<p>Le principe des mod\u00e8les \u00a0\u00ab\u00a0SOV_COMPLET\u00a0\u00bb et \u00ab\u00a0KIRCHHOFF_COMPLET\u00a0\u00bb est de s&rsquo;affranchir de cette limitation en ne simplifiant plus la description du champ mais en exploitant directement les rayons issus des capteurs en \u00e9mission et en r\u00e9ception.<\/p>\n<\/p>\n<h2 class=\"titre-accordeon\">Le mod\u00e8le SOV<\/h2>\n<\/p>\n<p>L\u2019interaction faisceau\/inclusion sph\u00e9rique est calcul\u00e9e en consid\u00e9rant une onde plane incidente sur l\u2019inclusion sph\u00e9rique (Figure 1). Cette approximation \u00ab\u00a0onde plane\u00bb consiste \u00e0 d\u00e9crire le champ incident sur l\u2019inclusion sph\u00e9rique par un temps de vol, une amplitude, une phase, une direction de propagation et une polarisation (m\u00e9thode dite d&rsquo;extraction de champ max).<\/p>\n<\/p>\n<p>Ces caract\u00e9ristiques du champ sont calcul\u00e9es au centre de l\u2019inclusion puis transmises\u00a0au mod\u00e8le SOV qui calcule l\u2019\u00e9cho 3D de l\u2019inclusion.<\/p>\n<\/p>\n<p>La phase de l\u2019\u00e9cho de la sph\u00e8re, calcul\u00e9e en utilisant des coefficients de diffraction \u00ab\u00a03D\u00a0\u00bb, tient compte du d\u00e9calage de temps de vol entre le point brillant de l\u2019inclusion et son centre (Figure 1).\u00a0L\u2019\u00e9cho obtenu est correctement positionn\u00e9 au niveau du point brillant de la sph\u00e8re.<\/p>\n<\/p>\n<p>Le mod\u00e8le SOV est un mod\u00e8le exact\u00a0qui inclut :<\/p>\n<\/p>\n<ul class=\"liste-carres-noirs\" style=\"margin-left: 40px;\">\n<li>l\u2019\u00e9cho sp\u00e9culaire de la sph\u00e8re<\/li>\n<li>la contribution de l\u2019onde rampante<\/li>\n<li>et des ondes p\u00e9n\u00e9trant et se propageant dans la sph\u00e8re.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Remarque\u00a0: ce qui est valable pour le champ incident l&rsquo;est aussi pour le champ en r\u00e9ception de part le principe de r\u00e9ciprocit\u00e9 utilis\u00e9 pour calculer les \u00e9chos avec le mod\u00e8le SOV.<\/p>\n<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<\/p>\n<p style=\"text-align:center;\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"306\" height=\"186\" alt=\"\" src=\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_111.png\" class=\"alignnone wp-image-3449\" srcset=\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_111.png 306w, https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_111-300x182.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 306px) 100vw, 306px\" \/><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"wp-caption-text\">Figure 1 : Sch\u00e9ma de l&rsquo;interaction faisceau\/inclusion, mod\u00e8le SOV.<\/p>\n<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<\/p>\n<p>Le mod\u00e8le SOV n\u2019est pas valide pour les grands ka, en raison de probl\u00e8mes num\u00e9riques dans le calcul des coefficients.<\/p>\n<\/p>\n<p>L\u2019approximation \u00ab\u00a0onde plane\u00a0\u00bb n\u2019est pas valide quand la sph\u00e8re est grande<\/p>\n<\/p>\n<p>Par exemple, la Figure 2 illustre la limite de validit\u00e9 de l\u2019approximation \u00ab\u00a0onde plane\u00a0\u00bb dans le cas d\u2019une sph\u00e8re de grand rayon \u00ab\u00a0a\u00a0\u00bb par rapport \u00e0 la dimension de la t\u00e2che focale du champ incident.<\/p>\n<\/p>\n<p>On voit que l\u2019amplitude du champ incident varie sur la surface contribuant \u00e0 l\u2019\u00e9cho de la sph\u00e8re (appel\u00e9e \u00ab\u00a0zone sp\u00e9culaire\u00a0\u00bb et de taille arbitraire sur la figure). Or, ces variations ne sont pas prises en compte car le mod\u00e8le SOV consid\u00e8re que l\u2019amplitude de l\u2019onde plane incidente est celle mesur\u00e9e au centre de la sph\u00e8re.<\/p>\n<\/p>\n<p>Cette approximation de l\u2019amplitude du champ incident est valide tant que la zone sp\u00e9culaire de la sph\u00e8re (li\u00e9e \u00e0 son rayon, \u00e0 la dimension et \u00e0 la position du capteur par rapport \u00e0 la sph\u00e8re) n\u2019est pas trop grande par rapport au faisceau.<\/p>\n<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<\/p>\n<p style=\"text-align:center;\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"627\" height=\"176\" alt=\"\" src=\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_112.png\" class=\"alignnone wp-image-3450\" srcset=\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_112.png 627w, https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_112-300x84.png 300w, https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_112-600x168.png 600w\" sizes=\"auto, (max-width: 627px) 100vw, 627px\" \/><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"wp-caption-text\">Figure 2 : Sch\u00e9ma de l&rsquo;interaction faisceau\/inclusion, illustration d\u2019une limite de validit\u00e9 du mod\u00e8le SOV due \u00e0 l\u2019approximation \u00ab onde plane \u00bb.<\/p>\n<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<\/p>\n<p>L\u2019approximation consistant \u00e0 utiliser le champ incident au centre de la sph\u00e8re n\u2019est pas valide quand la sph\u00e8re est grande. En effet, m\u00eame si le champ incident varie peu sur la surface contribuant \u00e0 l\u2019\u00e9cho de la sph\u00e8re, le fait d\u2019utiliser l\u2019amplitude et la direction du champ incident calcul\u00e9 au centre de la sph\u00e8re alors que l\u2019\u00e9cho est g\u00e9n\u00e9r\u00e9 par la zone sp\u00e9culaire autour du point brillant peut induire une erreur. Cette approximation est valide tant que les champs incidents au point brillant et au centre de la sph\u00e8re ne sont pas trop diff\u00e9rents, c\u2019est-\u00e0-dire tant que le rayon \u00ab\u00a0a\u00a0\u00bb de la sph\u00e8re n\u2019est pas trop grand par rapport aux variations du champ entre le point brillant et le centre (Figure 3).<\/p>\n<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<\/p>\n<p style=\"text-align:center;\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"190\" height=\"177\" alt=\"\" src=\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_113.png\" class=\"alignnone wp-image-3451\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"wp-caption-text\">Figure 3 : Sch\u00e9ma de l&rsquo;interaction faisceau\/inclusion, illustration d\u2019une limite de validit\u00e9 du mod\u00e8le SOV due \u00e0 l\u2019approximation \u00ab onde plane \u00bb.<\/p>\n<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<\/p>\n<p>Cette limite de validit\u00e9 de l\u2019approximation onde plane li\u00e9e \u00e0 la dimension de la sph\u00e8re\u00a0par rapport \u00e0 la t\u00e2che ou \u00e0 la longueur focale du faisceau a \u00e9t\u00e9 illustr\u00e9e en consid\u00e9rant l\u2019amplitude du champ car cela est simple \u00e0 visualiser. Mais elle concerne de la m\u00eame fa\u00e7on la direction de propagation, le temps de vol et la phase du champ incident.<\/p>\n<\/p>\n<p>L\u2019approximation \u00ab\u00a0onde plane\u00a0\u00bb n\u2019est pas valide quand la sph\u00e8re est situ\u00e9e en champ proche ou lorsque le champ propag\u00e9 sur le d\u00e9faut comporte plusieurs contributions, par exemple suite \u00e0 une r\u00e9flexion sur diff\u00e9rentes partie de la pi\u00e8ce.\u00a0<\/p>\n<\/p>\n<p>Ces limites sont dues \u00e0 la prise en compte d\u2019un seul temps de vol pour d\u00e9crire le champ incident.<\/p>\n<\/p>\n<p>Ces exemples de limites du mod\u00e8le SOV mettent en \u00e9vidence qu\u2019il est difficile de trouver un crit\u00e8re simple pour d\u00e9finir le domaine de validit\u00e9 du mod\u00e8le.<\/p>\n<\/p>\n<p>Des bridages existent\u00a0dans CIVA pour traduire les limites li\u00e9es \u00e0 la taille de la sph\u00e8re par rapport aux grandeurs caract\u00e9ristiques du champ incident. Ces bridages reposent sur la valeur du rapport entre le rayon de la sph\u00e8re et la longueur d\u2019onde des ondes incidentes car elle est li\u00e9e aux caract\u00e9ristiques du champ. Cette valeur ne doit pas d\u00e9passer un seuil d\u00e9fini empiriquement.<\/p>\n<\/p>\n<p>Les limites du mod\u00e8le SOV li\u00e9es \u00e0 la prise en compte d\u2019un seul temps de vol ne sont pas traduites par des bridages dans CIVA.<\/p>\n<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<\/p>\n<h2 class=\"titre-accordeon\">Le mod\u00e8le SOV Complet<\/h2>\n<\/p>\n<p>Avec le mod\u00e8le SOV, lors du calcul de l\u2019\u00e9cho de la sph\u00e8re,\u00a0le champ global incident\u00a0\u00a0(c\u2019est-\u00e0-dire le champ form\u00e9 par l\u2019ensemble des rayons issus du capteur) sur l\u2019inclusion est approch\u00e9 par une onde plane.<\/p>\n<\/p>\n<p>Avec le mod\u00e8le SOV_COMPLET, c\u2019est le champ associ\u00e9 \u00e0 chaque rayon issu d\u2019une surface \u00e9l\u00e9mentaire du capteur qui est approch\u00e9 par une onde plane (Figure 4). Comme pour SOV, chaque onde plane est d\u00e9crite par un temps de vol, une amplitude, une phase, une direction de propagation et une polarisation. Ces caract\u00e9ristiques\u00a0sont calcul\u00e9es au centre de l\u2019inclusion puis transmises\u00a0au mod\u00e8le SOV qui calcule l\u2019\u00e9cho 3D de l\u2019inclusion pour chaque rayon. Puis les \u00e9chos obtenus pour chaque rayon sont somm\u00e9s pour obtenir l\u2019\u00e9cho final de l\u2019inclusion.<\/p>\n<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<\/p>\n<p style=\"text-align:center;\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"359\" height=\"240\" alt=\"\" src=\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_114.png\" class=\"alignnone wp-image-3452\" srcset=\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_114.png 359w, https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_114-300x201.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 359px) 100vw, 359px\" \/><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"wp-caption-text\">Figure 4 : Sch\u00e9ma de l&rsquo;interaction faisceau\/inclusion, mod\u00e8le SOV_COMPLET.<\/p>\n<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<\/p>\n<p>Des consid\u00e9rations similaires \u00e0 celles du mod\u00e8le SOV d\u00e9terminent les limites de validit\u00e9 du mod\u00e8le SOV_COMPLET. Cependant, le fait de consid\u00e9rer autant d\u2019ondes planes que de rayons entra\u00eene\u00a0moins de limitations.<\/p>\n<\/p>\n<p>Par exemple, le champ associ\u00e9 \u00e0 un rayon est n\u2019est pas focalis\u00e9 et varie peu sur la surface sp\u00e9culaire de la sph\u00e8re. La variation du champ d\u2019un seul rayon entre le point brillant et le centre de la sph\u00e8re est uniquement due \u00e0 la divergence et varie moins que dans le cas du champ global d\u2019un capteur focalis\u00e9. Un seul temps de vol suffit \u00e0 le d\u00e9crire;\u00a0le probl\u00e8me de l\u2019extraction d\u2019un seul temps de vol\u00a0 ne permettant\u00a0pas de d\u00e9crire correctement le champ proche global\u00a0\u00a0d\u2019un capteur, n&rsquo;existe plus.<\/p>\n<\/p>\n<p>Par contre, les limites dues au recouvrement spectral sont les m\u00eames que pour SOV.<\/p>\n<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<\/p>\n<h2 class=\"titre-accordeon\">Comparaison SOV vs SOV Complet<\/h2>\n<\/p>\n<p>D\u2019apr\u00e8s les descriptions faites ci-dessus de ces deux mod\u00e8les, le mod\u00e8le SOV_COMPLET devrait permettre de mieux calculer les \u00e9chos que SOV\u00a0pour des sph\u00e8res :<\/p>\n<\/p>\n<ul class=\"liste-carres-noirs\" style=\"margin-left: 40px;\">\n<li>situ\u00e9es en champ proche du capteur<\/li>\n<li>insonifi\u00e9es par des contributions multiples<\/li>\n<li>de diam\u00e8tre plus grand qu\u2019avec le mod\u00e8le SOV si on consid\u00e8re la limitation li\u00e9e \u00e0 la description du champ \u00e0 la surface de la sph\u00e8re. En revanche, la limite associ\u00e9e\u00a0aux coefficients de diffraction qui sont faux pour les grands \u00ab\u00a0ka\u00a0\u00bb\u00a0est la m\u00eame que pour SOV.<\/li>\n<\/ul>\n<p>En champ lointain, les pr\u00e9dictions des deux mod\u00e8les sont proches car les rayons issus du capteur et pris en compte dans le mod\u00e8le SOV_COMPLET sont parall\u00e8les \u00e0 la surface des sph\u00e8res dans la direction de l\u2019onde plane associ\u00e9e au champ form\u00e9 du capteur.<\/p>\n<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<\/p>\n<h2 class=\"titre-accordeon\">Le mod\u00e8le sp\u00e9culaire<\/h2>\n<\/p>\n<p>Seul l\u2019\u00e9cho sp\u00e9culaire est simul\u00e9. Il\u00a0ne prend\u00a0en compte que les rayons issus du capteur, r\u00e9fl\u00e9chis \u00e0 la surface de la sph\u00e8re et retournant au capteur. Les coefficients de r\u00e9flexion de ces rayons \u00e0 la surface de la sph\u00e8re sont \u00ab\u00a03D\u00a0\u00bb et d\u00e9pendent du milieu constituant la sph\u00e8re.\u00a0<\/p>\n<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<\/p>\n<p style=\"text-align:center;\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"295\" height=\"232\" alt=\"\" src=\"https:\/\/www.extende.com\/wp-content\/uploads\/Figure_115.png\" class=\"alignnone wp-image-3453\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"wp-caption-text\">Figure 5 : Sch\u00e9ma de l&rsquo;interaction faisceau\/inclusion, mod\u00e8le SPECULAIRE.<\/p>\n<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<\/p>\n<p>Les avantages de ce mod\u00e8le, qui consid\u00e8re\u00a0autant de champs \u00e9l\u00e9mentaires qu\u2019il y a de rayons issus du capteur, sont les m\u00eames que pour le mod\u00e8le SOV_COMPLET. De plus, le champ utilis\u00e9 en entr\u00e9e du mod\u00e8le SPECILAIRE est calcul\u00e9 au niveau du point d\u2019intersection de chaque rayon avec la surface de la sph\u00e8re, l\u00e0 o\u00f9 l\u2019\u00e9cho se forme, et non plus au centre de celle-ci.<\/p>\n<\/p>\n<p>Par contre, ce mod\u00e8le ne prend\u00a0pas en compte les ph\u00e9nom\u00e8nes de diffraction. Il n\u2019est donc valide que pour les sph\u00e8res grandes\u00a0par rapport \u00e0 la longueur d\u2019onde.<\/p>\n<\/p>\n<p>Il ne calcule ni les ondes rasantes, ni les ondes p\u00e9n\u00e9trant dans l\u2019inclusion.<\/p>\n<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<\/p>\n<p>\u00a0<\/p><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Lors d&rsquo;un calcul d&rsquo;\u00e9cho, l&rsquo;application du principe de r\u00e9ciprocit\u00e9 consiste \u00e0 calculer\u00a0pour chaque point du d\u00e9faut, le champ en \u00e9mission, le champ r\u00e9ception, et un coefficient de diffraction, adapt\u00e9 au mode de contr\u00f4le. Dans l&rsquo;impl\u00e9mentation actuelle,\u00a0CIVA consid\u00e8re les\u00a0champs en \u00e9mission et en r\u00e9ception comme \u00e9tant des fronts d&rsquo;onde plans dont on ne va extraire qu&rsquo;un [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":0,"parent":2923,"menu_order":2,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"templates\/page--extende.html.php","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"class_list":["post-3455","page","type-page","status-publish","hentry"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.extende.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/3455","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.extende.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.extende.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.extende.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3455"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.extende.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/3455\/revisions"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.extende.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/2923"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.extende.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3455"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}