Au cours des dernières décennies, les avancées en termes de technologies robotiques sous-marines ont permis de réaliser des levés sur les fonds marins à l'aide de véhicules sous-marins autonomes (AUV). Ainsi, équiper un AUV avec un sonar latéral permet de scanner une vaste zone de manière rapide. Naturellement, les forces armées se sont intéressées à de tels dispositifs pour effectuer des missions de chasses aux mines rapides et sécurisées pour le facteur humain. Néanmoins, analyser des images sonar par un ordinateur plutôt que par un opérateur reste très complexe. En effet, les chaînes de reconnaissance automatique de cibles (ATR) doivent faire face à la variabilité de l'environnement marin et il a été démontré qu'une forte relation existe entre la texture d'une image et la difficulté d'y détecter des mines. Effectivement, sur des fonds fortement texturés, voire encombrés, les performances d'une chaîne ATR peuvent être très dégradées. Ainsi, intégrer des informations environnementales dans le processus apparaît comme une piste crédible pour améliorer ses performances. Ces travaux de thèse proposent d'étudier la manière de décrire cet environnement marin et comment l'intégrer dans un processus ATR. Pour répondre à ces défis, nous proposons tout d'abord une nouvelle représentation des images sonar basée sur l'utilisation du signal monogène. Ce dernier permet d'extraire des informations énergétiques, géométriques et structurelles sur la texture locale d'une image. La nature multi-échelle de cet outil permet de tenir compte de la variabilité en taille des structures sous-marines. Ensuite, le concept de dimension intrinsèque est introduit pour décrire une image sonar en termes d'homogénéité, d'anisotropie et de complexité. Ces trois descripteurs sont directement reliés à la difficulté de détection des mines sous-marines dans un fond texturé et permettent de réaliser une classification très précise des images sonar en fonds homogènes, anisotropes et complexes. De notre point de vue, la chasse aux mines sous-marines ne peut pas être réalisée de la même manière sur ces trois types de fond. En effet, leurs natures et caractéristiques propres mènent à des challenges variés pour le processus ATR. Pour le démontrer, nous proposons de réaliser un premier algorithme de détection spécifique, appliqué aux zones anisotropes, qui prend en considération les caractéristiques environnementales de ces régions. / In the last decades, advances in marine robot technology allowed to perform accurate seafloor surveys by means of autonomous underwater vehicles (AUVs). Thanks to a sidescan sonar carried by an AUV, a wide area can be scanned quickly. Navies are really interested in using such vehicles for underwater mine countermeasures (MCM) purposes, in order to perform mine hunting missions rapidly and safely for human operators. Nevertheless, on-board intelligence, which intends to replace human operator for sonar image analysis, remains challenging. Current automatic target recognition (ATR) processes have to cope with the variability of the seafloor. Indeed, there is a strong relationship between the seafloor appearance on sidescan sonar images and the underwater target detection rates. Thus, embed some environmental information in the ATR process seems to be a way for achieving more effective automatic target recognition. In this thesis, we address the problem of improving the ATR process by taking into account the local environment. To this end, a new representation of sonar images is considered by use of the theory of monogenic signal. It provides a pixelwise energetic, geometric and structural information into a multi-scale framework. Then a seafloor characterization is carried out by estimating the intrinsic dimensionality of the underwater structures so as to describe sonar images in terms of homogeneity, anisotropy and complexity. These three features are directly linked to the difficulty of detecting underwater mines and enable an accurate classification of sonar images into benign, rippled or complex areas. From our point of view, underwater mine hunting cannot be performed in the same way on these three seafloor types with various challenges from an ATR point of view. To proceed with this idea, we propose to design a first specific detection algorithm for sand rippled areas. This algorithm takes into consideration an environmental description of ripples which allow to outperform classic approaches in this type of seafloor.

Fruit de négociations longues et ardues, la Convention des Nations Unies sur le droit de la mer signée en 1982 est sans doute l’un des traités multilatéraux les plus réussis sur le plan international. Pierre angulaire de la Convention, l’attribution du statut de « patrimoine commun de l’humanité » aux fonds marins et leur sous-sol situés au-delà des limites de la juridiction nationale ainsi qu’à leurs ressources a constitué une innovation majeure dans le domaine du droit international. Le succès de la Convention tient notamment au fait qu’elle a établi un cadre institutionnel sans précédent chargé de la mise en œuvre de la Convention et incarné par trois institutions : l’Autorité internationale des fonds marins, la Commission des limites du plateau continental et le Tribunal international du droit de la mer. Dotées de statuts juridiques divers et de compétences différentes, ces institutions fonctionnent depuis l’entrée en vigueur de la Convention en 1994. Vingt-et-un ans après sa fondation, il convient d’examiner ce cadre institutionnel dans son ensemble et d’évaluer sa mise en œuvre pour mieux comprendre le rôle complémentaire des institutions. Cette étude porte un regard critique sur la genèse, la nature, le fonctionnement et la pratique des institutions, et s’attache à les considérer dans leur interaction et leur interdépendance. Identifier les insuffisances institutionnelles et interinstitutionnelles, ainsi que les défis auxquels les institutions sont confrontées est un préalable indispensable à la recherche de solutions efficaces et viables pour surmonter les difficultés rencontrées, à la mise en œuvre harmonieuse de la Convention et à la concrétisation du concept fondamental de patrimoine commun de l’humanité. Dans cette perspective, l’importance du Tribunal dans son rôle de garant de l’intégrité de la Convention et le pouvoir créateur du juge international face aux lacunes conventionnelles méritent une attention toute particulière. / The result of protracted and arduous negotiations, the United Nations Convention on the Law of the Seasigned in 1982 is undoubtedly one of the most successful multilateral treaties at the international level. The principle of the common heritage of mankind, represented by the seabed, ocean floor and subsoil and their resources beyond the limits of national jurisdiction, is the cornerstone of the Convention and constituted a major innovation in international law. The success of the Convention lies, in particular, in the establishment of an unprecedented institutional framework, which is incarnated by three institutions: the International Seabed Authority, the Commission on the Limits of the Continental Shelf and the International Tribunal for the Law of the Sea. These institutions of diverse legal status are vested with different functions and have been in operation since the entry into force of the Convention in 1994. Twentyone years following its establishment, it is necessary to review this institutional framework as a whole and to assess its implementation in order to better understand the complementary role of the institutions. This study critically examines the genesis, the nature, the functioning and the practice of the institutions throughtheir interaction and their interdependence. Identifying institutional and inter-institutional weaknesses, and the challenges that the institutions face is an indispensable prerequisite for ensuring effective and viablesolutions, the harmonious implementation of the Convention and for giving substance to the principle ofthe common heritage of mankind. In this context, the role of the Tribunal as the guarantor of the integrityof the Convention and the creative power of the international judge merit special attention.

Detailed information about the oceanic environment is essential for many applications in the field of marine geology, marine biology, coastal engineering, and marine operations. Especially, knowledge of the properties of the sediment body is often required. Acoustic remote sensing techniques have become highly attractive for classifying the sea bottom and for mapping the sediment properties, due to their high coverage capabilities and low costs compared to common sampling methods. In the last decades, a number of different acoustic devices and related techniques for analyzing their signals have evolved. Each sensor has its specific application due to limitations in the frequency range and resolution. In practice, often a single acoustic tool is chosen based on the current application, supported by other non-acoustic data where required. However, different acoustic remote sensing techniques can supplement each other, as shown in this thesis. Even more, a combination of complementary approaches can contribute to the proper understanding of sound propagation, which is essential when using sound for environmental classification purposes. This includes the knowledge of the relation between acoustics and sediment properties, the focus of this thesis. Providing a detailed three dimensional picture of the sea bottom sediments that allows for gaining maximum insight into this relation is aimed at.<p><p><p>Chapters 4 and 5 are adapted from published work, with permission:<p>DOI:10.1121/1.3569718 (link: http://asadl.org/jasa/resource/1/jasman/v129/i5/p2878_s1) and<p>DOI:10.1109/JOE.2010.2066711 (link: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?tp=&arnumber=5618582&queryText%3Dsiemes)<p>In reference to IEEE copyrighted material which is used with permission in this thesis, the IEEE does not endorse any of the Université libre de Bruxelles' products or services.<p> / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’espace souterrain, qui s’étend depuis la surface des terres émergées et des fonds marins jusqu’au centre de la Terre, est délaissé par le droit international. Aucune règle de droit international positif ne vient réglementer l’utilisation que les Etats font de leur espace souterrain territorial, cette utilisation et le régime de la propriété souterraine faisant partie de leur domaine réservé. Si les normes internationales régissent l’utilisation de l’espace souterrain extra-territorial, celui des grands fonds marins et celui de l’Antarctique, elles n’appréhendent l’espace souterrain qu’en termes d’utilisation et de mise en valeur des ressources minérales. De ce régime juridique d’exploration et d’exploitation des ressources minérales dépend d’ailleurs le statut juridique de l’espace souterrain qui va de la pleine souveraineté de l’Etat côtier à l’exclusion de toute appropriation nationale ou individuelle. Devant la multiplication des utilisations souterraines et face aux dommages environnementaux et aux violations des droits de l’homme liés à certaines de ces utilisations, le droit international doit réinvestir l’espace souterrain et notamment le contenu et l’étendue des droits qui le concernent tant dans l’ordre interne qu’international afin d’en réglementer la mise en valeur et d’en assurer la protection. / Until today, there has been little interest of international Law concerning the earth’s subsurface, as the space that extends from the surface of the soil or of the seabed to the center of the earth. On the one hand, there is no rule of international law that regulates the use Sovereign States have of their territorial subsurface. It is currently understood that subsburface activities and property law that regulates them, are within domestic jurisdiction only and do not come under international law scrutinity as they waive the exercice of an absolute independance of States. On the other hand, the existing rules of international law that regulates extraterritorial subsurface, notably the seabed and ocean floor and subsoil thereof beyond national jurisdiction and the Antarctic, consider the earth’s subsurface mostly in terms of use and exploitation of mineral resources. Faced with the evergrowing uses of the subsurface that are solely used for extraction or for injection and storing, and regarding the impacts of some underground activities on the environment and on human rights, International Law must play a role by regulating the content and extent of rights that are exercised over the earth’s subsurface inside and outside territorial jurisdiction for development and protection purposes.

La thèse aborde une question originale et d'actualité: l'extension artificielle des côtes. Afin de mieux comprendre ce phénomène dans son actualité, la thèse attache une importance à la description de la pratique des États en fournissant les informations aussi précises, aussi actuelles et aussi concrètes que possible. C'est à partir de cette pratique que la thèse répond à la question de savoir comment les règles de droit répondent aux exigences de la pratique.<p><p>En ce qui concerne la pratique des États, la thèse explique, dans une première partie, que l'extension artificielle des côtes est destinée, tantôt, à protéger les côtes contre l'élévation du niveau de la mer, tantôt à gagner des terres pour diverses fins: habitat humain, agricoles, développement des ports et de leurs infrastructures pour les besoins des navires modernes et du commerce international. Mais parallèlement, cette extension entraîne des effets négatifs pour l'écosystème côtier (chapitre I). Des travaux de ce genre ont été menés, ou vont l'être, en Europe (Pays-Bas, Allemagne, Belgique, France, R.-U. etc), aux États-Unis, en Asie (Bahreïn, Malaisie, Hong Kong, Singapour, Japon), en Australie, et sur certains archipels du Pacifique (chapitre II).<p><p>La seconde partie de la thèse examine le droit applicable au phénomène d'extension artificielle des côtes. Sont ainsi passées en revue: les règles relatives à la navigation (chapitre III), les règles relatives aux lignes de base (chapitre IV), les règles relatives aux hauts-fonds découvrants (chapitre V), les règles relatives aux îles et aux rochers (chapitre VI) et enfin les règles relatives à la protection de l'environnement marin (chapitre VII).<p> / Doctorat en droit / info:eu-repo/semantics/nonPublished