Etude et realisation du lidar aeroporte leandre ii pour la mesure de la vapeur d'eau

Study and realisation of the airborne lidar leandre ii for water-vapor measurement

• Auteur / Autrice : PHILIPPE QUAGLIA
• Direction : Jacques Pelon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique. Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Ce travail presente l'etude theorique et la realisation du lidar aeroporte leandre ii pour la mesure de la vapeur d'eau a haute resolution spatiale et temporelle. Les objectifs de mesure concernent l'etude a meso-echelle de la distribution de la vapeur d'eau dans la basse troposphere. La realisation du systeme doit optimiser la mesure en prenant en compte la variabilite de la vapeur d'eau et les sources d'erreur liees aux systemes d'emission (laser) et de detection. L'etude detaillee du principe de la mesure lidar par absorption differentielle (dial) et des proprietes spectroscopiques des raies d'absorption et l'analyse des erreurs systematiques et statistiques sont developpees pour determiner les contraintes instrumentales. Quatre raies d'absorption sont selectionnees pour effectuer les mesures dans le domaine spectral de 730 nm impose par le choix du laser alexandrite. Une modelisation numerique de la mesure incluant les parametres atmospheriques et spectroscopiques ainsi que l'erreur statistique liee au bruit de detection est ensuite effectuee pour evaluer la precision de la mesure selon differentes configurations. Une fois les contraintes du systeme de mesure definies, la realisation du laser alexandrite bi-impulsion bi-longueur d'onde tenant compte des contraintes inherentes a l'utilisation aeroportee est presentee. Les caracteristiques spatiales et spectrales obtenues sont comparees aux valeurs requises. Des mesures en cuve d'absorption multi-passages permettent de verifier que les raies retenues sont bien isolees et que les caracteristiques du laser n'introduisent pas de biais sur la mesure. Les performances du lidar complet sont ensuite analysees en prenant en compte les limitations des detecteurs et du systeme d'analyse reels. Apres integration complete de l'instrument aeroporte, une campagne de validation a ete effectuee. Les mesures lidar sont en tres bon accord avec les mesures in-situ. L'analyse des resultats demontre que l'ensemble des performances obtenues repond aux objectifs scientifiques