Detection simultanee de concentration et de vitesse par lidar heterodyne : application a la mesure de polluants

par XAVIER FAVREAU

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Pierre Flamant.

Soutenue en 1997

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Un lidar co#2 heterodyne permet d'acquerir des donnees sur la concentration locale de la pollution atmospherique par methode d'absorption differentielle et la dynamique du nuage par effet doppler. Nous avons tout d'abord compare pour un lidar la detection directe et la detection heterodyne. Il existe un gain d'au moins 20 db en faveur de la detection heterodyne pour le cnr. Cependant, en detection heterodyne, les fluctuations du signal sont tres importantes dues au faible nombre d'echantillons independants mesures dans la porte de mesure. Experimentalement, nous avons verifie cette loi en augmentant la porte de mesure. Le temps de correlation du signal apparait comme un parametre dimensionnant : pour une porte de mesure donnee : plus il est court, plus l'estimation de puissance est meilleure, plus il est long, plus l'estimation de frequence est meilleure. En fonction de la resolution spatiale et temporelle, nous avons alors determine le temps de correlation optimal en fonction de la densite optique dans le volume de mesure. Les valeurs optimales du temps de correlation sont faibles (100 ns) pour des cas realistes. De plus, le nombre d'accumulations est alors superieure a 100 : il est donc utile de reduire ce nombre. Pour ce faire nous avons mis en uvre une matrice de 4 detecteurs. Cette matrice nous permet d'acquerir des signaux independants. Outre les avantages statistiques, une sommation coherente permet un gain de 2 sur le cnr. Apres la realisation du montage, nous avons pu valider la decorrelation entre les elements de la matrice et les gains statistiques. Nous avons pu montrer que sans accumulation de tirs, une sommation coherente issue des 4 cadrans permet de reduire considerablement les evanouissements de signal et stabilise ainsi les estimateurs de frequence. Le dernier chapitre du memoire est consacre au dimensionnement d'un teledetecteur repondant aux exigences particulieres des systemes operationnels. Ces configurations instrumentales prefigurent les futurs prototypes.


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Informations

  • Détails : 203 P.
  • Annexes : 85 REF.

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  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-013608
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