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de chemin optique entre le capteur et le pixel, les premières applications envisagées concernent tout
naturellement la topographie et les déplacements superficiels. Cependant, l'application de cette technique, dont
les principes sont simples, se heurte à deux difficultés majeures (Massonet & Rabaute, 1992) :
1) La mesure de phase est connue modulo 2n. Le chemin optique correspondant (au sens large : distance allerretour,
allerretour, effets dus à la réflexion du sol) ne peut être connu que modulo X (la longueur d’onde). Il s'agit donc
d'évaluer le nombre entier de rotations complètes de phase afin de connaître la mesure absolue : c'est le
déroulement de phase.
2) La mesure de phase n'apporte pas que des informations de distance. La réflexion de l'onde électromagnétique
sur une cible provoque une rotation de phase dépendant des caractéristiques radioélectriques de celles-ci :
^expérimental ) =
La distance capteur-cible ne pourrait être obtenue à partir de la phase mesurée expérimentalement qu'à la
condition de pouvoir séparer les différents termes présentés précédemment.
En ce qui concerne le pixel sol, les propriétés radioélectriques et les états de surface (humidité, rugosité, etc.)
déterminant la réponse radar doivent être voisines lors des deux prises de vue, ou en tout cas suffisamment
proches pour ne pas induire d'effets perturbateurs dans le calcul de la différence de phase. Cependant, il peut
s'écouler plusieurs jours, voire plusieurs dizaines de jours entre deux prises de vue. La conservation du paysage
n'est alors plus assurée ; de légères modifications d'état de surface peuvent intervenir telles que, notamment
celles dues à la chute de pluie, au gel, à des pollutions superficielles, etc. C'est sur l'aspect de la question
concernant les modifications des propriétés diélectriques que nous proposons notre contribution aux techniques
interférométriques. Les aspects liés aux changements géométriques de la surface ne sont pas traités ici.
2. APPROCHE PHYSIQUE
Celle-ci a été menée théoriquement en bandes X (10 GHz) et C (5 GHz) grâce aux équations de Fresnel et
expérimentalement en bande X (9 GHz) en laboratoire dans des contextes simples.
2.1 Les équations de Fresnel :
C'est à l'aide des équations de Fresnel qu'ont été calculées l'atténuation et le déphasage de l'onde à la réflexion,
pour différents états hydriques d'un sol. Pour cela, la littérature (Ulaby et al., 1986) fournit des valeurs de la
constante diélectrique d'un sol sableux-limoneux à 5 et 10 GHz. Les résultats de ces calculs sont présentés
figures 1 et 2. On remarque que les variations de phase sont modestes. En revanche, l'atténuation de l'onde à la
réflexion subit des variations importantes sous l'effet de l'humidité.
7
6
5
4
3
2
1
0
■déphasage 5GHz
° déphasage 10GHz
0.1 0.2 0.3 0.4
Humidité volumique (g.cm-3)
Figure 1 Figure 2
Figure 1 : Atténuation (en dB) d'une onde radar (5GHz et 10GHz) lors de la réflexion à incidence normale sur
la surface d'un sol limoneux-sableux.
Figure 2 : Déphasage (en degré) d'une onde radar (5GHz et 10GHz) lors de la réflexion à incidence normale
sur la surface d'un sol limoneux-sableux.
2.2 L’étude expérimentale
A l'aide d'un analyseur vectoriel HP-8510A, des mesures de déphasage et d'atténuation d'une onde radar (bande
X, 9 GHz) rétrodiffusée par la surface d'un banc de sable ont été effectuées. L'humidification du sable a été
réalisée à l'aide d'un vaporisateur pour éviter des changements de la rugosité de la surface du sable.
