Méthodes numériques

Accueil › Recherche › Electromagnétisme - MétamatériauxMéthodes numériques › Méthode intégrale de surface


Méthode intégrale de surface

Diffraction par un empilement de surfaces rugueuses (illumination : faisceau gaussien).La méthode intégrale de frontière (ou de surface) est au fondement de la théorie de la diffraction. Moins générale que la méthode des éléments finis ou la méthode intégrale de volume, elle est la plus adaptée et la plus performante pour les calculs rigoureux de diffraction des ondes électromagnétiques par des surfaces rugueuses et / ou métalliques.
Elle permet à la fois de modéliser finement la rugosité d’une interface, avec prise en compte locale du tenseur de courbure, et de traiter des domaines de calcul très étendus, couvrant des centaines de longueurs d’onde de côté.
Couplée avec une méthode de Monte-Carlo, elle permet d’accéder à la statistique du champ diffracté par une surface rugueuse aléatoire et l’étude des phénomènes d’ordre élevé associés comme la rétrodiffusion exaltée ou la localisation d’Anderson.
Au fil des ans, l’Institut Fresnel a développé sur cette méthode une expertise unique au niveau international. Depuis 2011, les résultats obtenus portent sur la situation critique (mais stratégique pour les applications) que constitue l’incidence rasante [Mir-1, Sai-1] et ont été utilisés pour modéliser de nombreuses situations en télédétection, imagerie numérique et optique statistique.

Ces modèles sont appliqués à la surface océanique (voir la partie sur la télédétection dans le thème « Traitement de l’information et ondes aléatoires) et en profilométrie optique surper-résolue (voir la partie sur l’imagerie par reconstruction numérique dans le thème « Imagerie avancée et vivant »).
Plus récemment, la méthode intégrale de frontière a été appliquée à la lumière partiellement cohérente et partiellement polarisée.
Dans le cadre des activités d’optique statistique (voir la partie sur la polarisation et la cohérence optique du thème « Traitement de l’information et ondes aléatoires »), cette méthode permet d’étudier le régime séparant diffraction perturbative et diffusion lambertienne.

[Mir-1] David Miret, Gabriel Soriano, Marc Saillard. Rigorous simulations of microwave scattering from finite conductivity two-dimensional sea surfaces at low-grazing angles. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2014, 52, pp.3150.
[Sai-1] Marc Saillard, Gabriel Soriano. Rough surface scattering at low-grazing incidence : A dedicated model. Radio Science, American Geophysical Union, 2011, 46, pp.RS0E13.