Modélisation des propriétés statistiques de la luminance infrarouge du fond de ciel observée au limbe depuis la stratosphère

par Carine Quang

Thèse de doctorat en Télédétection dans l'atmosphère

Sous la direction de Francis Dalaudier.

Soutenue en 2009

à Paris 6 .


  • Résumé

    Un des concepts de systèmes de veille contre les missiles balistiques est basé sur l’utilisation d’un capteur infrarouge (IR) placé à bord d’une plateforme aéroportée et permettant la visée quasi horizontale sur fond de ciel. En ciel clair, la capacité de détection de ces systèmes est limitée par les fluctuations spatiales de la luminance atmosphérique aux échelles inférieures au kilomètre. L’amélioration des performances de ces systèmes de détection n’est donc possible que si l’on sait décrire et modéliser les propriétés statistiques de ces héte��rogénéités du fond. Or, il n’existe pas, à ce jour, de code de calcul adapté aux besoins de l’alerte IR aéroportée. Cette thèse propose donc un nouveau code, FACLUM-2D, capable de modéliser et de calculer la fonction d’autocorrélation (FAC) angulaire 2D des fluctuations de la luminance, observées dans les conditions de la veille aéroportée et spécifique à l’IR thermique. Les fluctuations du fond atmosphérique sont, dans ce cas, essentiellement dues aux fluctuations spatiales de la température et de la fraction massique de la vapeur d’eau. La prise en compte de ces dernières dans FACLUM-2D constitue la contribution majeure de ce travail de thèse puisque aucune étude, jusqu’à ce jour, n’en a tenu compte. Les statistiques des fluctuations de la luminance dépendent alors des modèles spectraux choisis pour décrire ces fluctuations locales. De plus, la détermination de la FAC de la luminance requiert la connaissance du coefficient d’absorption et de sa dérivée par rapport à la température et de la fraction massique de la vapeur d’eau. Pour cela, j’ai développé un code raie par raie pour l’IR thermique (RPR-IRT), permettant de tabuler la dérivée du coefficient d’absorption par rapport à la température et par rapport à la fraction massique de la vapeur d’eau avec une résolution spectrale de 10-4 cm-1. Faute de mesures expérimentales, le code FACLUM-2D a été validé avec des solutions analytiques pour un milieu homogène gris et comparé, dans la mesure du possible, à des codes de transfert radiatif standards. Les premiers résultats montrent, pour la première fois, l’impact significatif des fluctuations de la fraction massique de vapeur d’eau sur les fluctuations de la luminance. Une des perspectives majeures est d’étendre FACLUM-2D à une bande spectrale plus large, afin de couvrir tout l’IR, voire le visible.

  • Titre traduit

    Development of a statistical model for infrared atmospheric limb radiance structure, observed in the atmosphere


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Informations

  • Détails : 1 vol. (239 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 233-239.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
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  • Cote : T Paris 6 2009 675
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