Spectrométrie infrarouge atmosphérique : Applications à la mesure in situ par diodes laser de H2O, CO2 et leurs isotopes dans la basse atmosphère de mars (TDLAS) et à la mesure du CO2 terrestre par le spectromètre à réseau SOIR

par Thibault Le Barbu

Thèse de doctorat en Optique et milieux dilués

Sous la direction de Georges Durry.

Soutenue en 2006

à Reims .


  • Résumé

    Les travaux présentés dans ce manuscrit portent sur la spectrométrie infrarouge et sur les développements et tests effectués pour deux instruments pouvant être utilisés pour des applications atmosphériques. La première partie présente d'abord une chronologie de l'exploration spatiale de la planète Mars d'un point de vue de la recherche de l'eau ainsi que les caractéristiques environnementales de la planète et présente ensuite les développements autour d'un spectromètre à diodes laser accordables (TDLAS) adapté à l'étude in situ de l'atmosphère de Mars, en particulier, des flux de vapeur d'eau au niveau du sol. La deuxième partie traite des études spectroscopiques qui ont été faites en laboratoire avec les diodes laser émettant à 1877nm, 2042nm et 2640nm pouvant être utilisées par TDLAS. Les paramètres spectroscopiques des molécules d'intérêts à ces longueurs d'onde ont été déterminés et pourront être utilisés pour l'exploitation des spectres mesurés in situ. La troisième partie porte sur un spectromètre à réseau et filtre acousto-optique pouvant être utilisé pour la mesure du dioxyde de carbone dans l'atmosphère de la Terre par occultation solaire. Le CO2 est l'un des principaux gaz à effet de serre. Une connaissance des sources et des puits de CO2 est primordiale pour évaluer l'impact de son augmentation de concentration sur l'évolution future du climat. Un instrument compact comme SOIR serait très utile pour compléter le réseau actuel de stations de mesure du CO2. Les premières mesures solaires sont présentées ainsi que les modifications apportées à l'instrument et les premiers tests de calibration.


  • Résumé

    This thesis work presents infrared spectrometry and the tests and developments made for two instruments of atmospheric usage. The first part shows a chronology of the Martian space exploration, on the point of view of the search for water, and the characteristics of the planet. It is followed by a description of the developments made for a tunable diode laser spectrometer (TDLAS) suited for the in situ monitoring of the Martian atmosphere, in particular, water fluxes. Water is essential to life as we know it on earth and it is important to understand its cycle on all aspects, in particular the surface atmosphere coupling. The second part deals with the spectroscopic studies carried in the laboratory with the laser diodes emitting at 1877nm, 2042nm and 2640nm which can be used by TDLAS. The spectroscopic parameters of the molecules of interests at those wavelengths were measured and will be used for the processing of the in-situ spectra. The third part concerns a grating spectrometer with acousto-optic filter (AOTF) which can be used for the measurement of carbon dioxide in the earth atmosphere by solar occultation. CO2 is one of the major greenhouse gases. A good knowledge of sources and sinks of CO2 is very important to evaluate the impact of its increasing concentration on the evolution of the climate. A compact instrument such as SOIR could be very useful to complete the actual network of measurement. The first solar measurements, the mechanical adjustments and the first calibration tests are presented.

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Informations

  • Détails : 188f.
  • Annexes : Bibliogr. f.

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  • Bibliothèque : Université de Reims Champagne-Ardenne. Bibliothèque universitaire. Bibliothèque Moulin de la Housse.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 06REIMS009
  • Bibliothèque : Université de Reims Champagne-Ardenne. Bibliothèque universitaire. Bibliothèque Moulin de la Housse.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 06REIMS009Bis
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