THÈSE - Recherche - IGN

longueur d’onde du capteur (voir section 2.1.3.1). Une bonne caractérisation des milieux
géophysiques aide donc à mieux comprendre le comportement des ondes. Nous nous sommes
intéressés, dans cette partie, à décrire les propriétés diélectriques de quelques surfaces
volcaniques constituées de coulées de lave et de dépôts cendreux. Notre étude se base sur la
mesure, en laboratoire, de la constante diélectrique des matériaux. Cette variable permettant
d’estimer la profondeur de pénétration d’une onde dans un milieu, à une longueur d’onde
donnée. Des profils GPR ont également été réalisés sur le terrain afin d’observer les
hétérogénéités de la subsurface et de déterminer l’épaisseur de la couche de lapilli dans la
Plaine des Sables.
4.3.1 Propriétés diélectriques des matériaux volcaniques
4.3.1.1 Mesure en laboratoire
Plusieurs échantillons de roches représentatives des surfaces volcaniques investiguées
ont été prélevés sur le terrain durant la mission de terrain d'octobre 2011, afin de mesurer
leurs propriétés électriques : lapilli (Plaine des Sables), débris de coulées de lave a’a et
pahoehoe (Enclos Fouqué, à l’ouest du Dolomieu), et échantillons de laves en gratons (coulée
de 2007 tombant dans l'Océan Indien). Les parties réelle et imaginaire de la constante
diélectrique des échantillons ont été mesurées en laboratoire au Jet Propulsion Laboratory
(Pasadena, CA) grâce à une cellule capacitive (Agilent 16453A) connectée à un analyseur
d’impédance (Agilent E4991A) fonctionnant sur une large gamme de fréquences (1 MHz à 3
GHz). L’intérêt est d’obtenir des valeurs de permittivité à la fréquence du radar PALSAR, soit
1,27 GHz. Bien que les échantillons aient séché à l’air libre pendant plusieurs semaines, ils
peuvent présenter une humidité résiduelle. Pour déterminer ses caractéristiques diélectriques,
l’échantillon est placé dans une cellule cylindrique (diamètre ~ 15 mm et épaisseur ~ 3 mm).
L’analyseur d’impédance mesure l’impédance aux bornes de la cellule, dans la gamme de
fréquence étudiée. Les parties réelle et imaginaire de la permittivité complexe qui en
découle sont directement reliée à la capacité et à la tangente de l’angle de perte :
(4.11)
où et sont l’épaisseur et la surface de l’échantillon, et est la permittivité du vide.
(4.12)
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