2558 articles  [english version]
Fiche détaillée Thèses
Université Pierre et Marie Curie - Paris VI (10/09/2009), Francis Dalaudier (Dir.)
Liste des fichiers attachés à ce document : 
PDF
memoire-these-quang.pdf(39.8 MB)
Modélisation des propriétés statistiques de la luminance infrarouge du fond de ciel observée au limbe depuis la stratosphère
Carine Quang1, 2

Les performances des systèmes de veille IR aéroportés pour la detection de missiles balistiques sont limitées par les fluctuations spatiales de la luminance du fond de ciel. Cette thèse propose un nouveau code, FACLUM-2D, capable de calculer la fonction d'autocorrélation (FAC) 2D des fluctuations de la luminance atmosphérique, observées en visée quasi-horizontale depuis la stratosphere 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. 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.
1 :  Chatillon - Onera - The French Aerospace Lab
2 :  LATMOS - Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales
shti
Fonction d'autocorrélation – luminance – stratosphère – infrarouge – hétérogénéités – vapeur d'eau – approche spectrale

Development of a statistical model for infrared atmospheric limb radiance structure, observed in the stratosphere
Airborne IR surveillance systems are used to detect ballistic missiles but their performances are limited by the atmospheric background heterogeneities. This thesis offers a new code, FACLUM-2D, which computes the 2D atmospheric radiance fluctuations autocorrelation function (ACF) for airborne configurations and adapted to the thermal IR. In these conditions, the clear-sky atmospheric structures result mainly from local fluctuations in temperature and in water vapor mass fraction. FACLUM-2D is then the first model which takes into account the water vapor contribution. In addition, the radiance ACF calculation depends on the absorption coefficient and its derivative with respect to the temperature and to the water vapor mass fraction. Therefore, I have developed a line by line code, RPR-IRT, dedicated to the thermal IR, which tabulate these derivatives, with a spectral resolution of 10-4 cm-1. Lack of experimental measurement available in the litterature, FACLUM-2D has been partially validated against analytical solutions for a homogeneous and gray medium and compared, as far as possible, to standard radiative transfer codes. First results show, for the first time, that water vapor mass fraction fluctuations impact strongly on radiance fluctuations. In the future, it could be interesting to extend FACLUM-2D to a larger spectral domain, so as to cover the whole IR region.
Autocorrelation function – radiance – stratosphere – infrared – clutter – water vapor – spectral approach