SWALIS project : implementation of an airborne radar system in the framework of the SWOT space mission for the reflectivity analysis of continental water
Projet SWALIS : mise en oeuvre d'un système radar aéroporté dans le cadre de la mission spatiale SWOT pour l'analyse de la réflectivité des eaux continentales
Résumé
In the current context of global warming, identifying and monitoring in real time the surface freshwater resources (essential for drinking water), understanding the mesoscale and subscale mechanisms of oceanic surface currents impacting the thermal regulation of the planet, ocean wave spectra are therefore of vital importance. In this thesis work, we have developed, in collaboration with CNES (within the framework of the SWOT space mission launched on 16 December 2022), the SWALIS airborne sensor. The work of this thesis has consisted in the realization and testing of the SWALIS sensor (embarked on the airborne platform of the IETR -PIMA). We dimensioned the performances of SWALIS and validated the data processing through several measurement campaigns (Monterfil, Marmande). We have highlighted the land-water contrast of the backscattering coefficient, its independence as a function of altitude, and also its decreasing effect as a function of the incidence angle. As a result of this thesis, the SWALIS sensor is valid for calibration and validation operations (Cal/Val) of the SWOT mission and in the geometric configurations of SWOT (at the French Cal/Val sites of the Rhine and Mont Saint-Michel Bay). Concerning the KaRADOC sensor, the SWALIS oceanic version that implements the SKIM concept, we have a large radar measurement database from the SUMOS campaign (Gulf of Gascogne) to be processed in order to extract the Doppler from the oceans scenes and the ocean σ0 values in Ka band.
Dans le contexte actuel de réchauffement climatique, recenser et monitorer en temps réel les ressources d’eaux douces de surface (ressources essentielles pour l’Humanité), comprendre les mécanismes à grande et petite échelles des courants surfaciques océaniques impactant la régulation thermique de la planète, sont donc d’une importance vitale. Dans ce travail de thèse, nous avons développé, en collaboration avec le CNES (dans le cadre de la mission spatiale SWOT lancée le 16 décembre 2022), le capteur aéroporté SWALIS. Le travail de cette thèse a consisté à réaliser et tester le capteur SWALIS (embarqué sur la plateforme aéroportée de l’IETR -PIMA). Nous avons dimensionné les performances de SWALIS et validé le traitement des données à travers plusieurs campagnes de mesures (Monterfil, Marmande). Nous avons mis en évidence le contraste terre-eau de coefficient de rétrodiffusion, son indépendance en fonction de l’altitude, et aussi sa décroissance en fonction de l’angle d’incidence. À la suite de cette thèse, le capteur SWALIS est valide afin de pouvoir effectuer des opérations de calibration et validation (Cal/Val) de la mission SWOT et dans les configurations géométriques de SWOT (sur les sites de Cal/Val français du Rhin et de la baie du Mont Saint-Michel). Concernant le capteur KaRADOC, la version étendue « océan » de SWALIS, et qui implémente le concept SKIM, nous disposons d’une base de données conséquente et obtenue pendant la campagne SUMOS (Golfe de Gascogne) afin de traiter le Doppler des scènes océcaniques et la valeur du σ0 des surfaces océaniques en bande Ka.
Origine : Version validée par le jury (STAR)