Granulométrie par analyse de la lumière diffusée : application à la caractérisation d'aérosol

par Daniel Daugeron

Thèse de doctorat en Optique, optoélectronique et micro-ondes

Sous la direction de Gérald Brun et de Pascal Personne.

Soutenue en 2006

à Saint-Etienne .


  • Résumé

    Les aérosols sont omniprésents dans notre environnement et leur connaissance s'avère indispensable pour diagnostiquer leur présence et pour maîtriser leurs effets. Un des moyens pour les caractériser est d'étudier la lumière diffusée pas ces aérosols. Si l'onde incidente n'est pas polarisée, l'onde diffusée l'est toujours en théorie. L'outil d'analyse présenté ici est un néphélomètre à double polarisation. Ce dispositif a été initié dans le cadre de travaux en lien avec des observations météorologiques. En effet, différents appareils existent pour observer les particules atmosphériques (aérosols, gouttelettes d'eau, cristaux de glace), mais le champ d'action spécifique de ces dispositifs a conduit à la conception d'un nouvel instrument appelé néphélomètre de laboratoire et qui s'est avérée indispensable pour compléter l'observation des aérosols. Le népéhélomètre de laboratoire permet donc de caractériser les propriétés optiques d'une population d'aérosols par la mesure directe (sans miroir) de l'indicatrice de diffusion suivant deux directions de polarisation perpendiculaires entre elles. La lumière diffusée peut être mesurée pour des puissances variant de 10pW à 2µW avec une résolution angulaire de 1°. La puissance diffusée suivant la direction de polarisation perpendiculaire au plan de diffusion est mesurée pour des angles compris entre 10° et 161° par rapport au faisceau laser incident. La puissance diffusée suivant la direction de polarisation parallèle au plan de diffusion est mesurée pour des angles compris entre 19° et 170°. Les mesures sont simultanées suivant les 2 directions de polarisation et ne restituent pas d'image pour l'analyse. Nous proposons de décrire le néphélomètre de laboratoire, puis de présenter les premières mesures effectuées sur des gouttelettes de différents liquides et sur des aérosols de type carbone ou pollen que l'approche théorique mise en oeuvre pour l'exploitation des résultats

  • Titre traduit

    Double polarization nephelometer for light scattering analysis by aerosols


  • Résumé

    Aerosols are present in our environment and their knowledges are useful to diagnose their presence and to control their effects. One of the means to characterize them is to study the distribution of light scattered by these aerosols. If the incident wave is not polarized, the scattered wave is always polarized in theory. The polarization analysis tool presented here, is a double polarization nephelometer. This nephelometer of laboratory allows to characterize optical properties of a atmospheric particles population (aerosols, water droplets, ice crystals,. . . ) by direct measurement (without mirror) of the light scattering distribution following two perpendicular polarization directions. The scattered distribution can be measured for light powers varying from 10pW to 2µW with 1° angular resolution. Scattered light distribution power, following two polarization directions, are measured for angles understood between 10° and 171 ° measured from direction of incident laser beam. In this communication we will describe the experimental device and we will present the first measurements made on drops of different liquids and on aerosols of carbon or pollens. Results show differences between various tested samples and give new interpretation possibilities with this kind of measurements

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Informations

  • Détails : 1 vol. (229 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.169-172

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  • Bibliothèque : Université Jean Monnet. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 50807
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