Présentation
Auteur(s)
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Jean CORNILLAULT : Ancien Directeur technique à la Compagnie industrielle des lasers (CILAS)
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Lire l’articleINTRODUCTION
La télédétection par laser, notamment pour la mesure à distance des propriétés de l’atmosphère, est un domaine de recherche actif depuis plus de vingt ans et qui connaît un développement significatif en fonction des besoins croissants de contrôle et mesure pour l’environnement.
Cet article a pour but de présenter ce domaine d’activité en décrivant, de manière générale et sans doute incomplète, quelques techniques et applications des lidars.
La première partie est consacrée à l’exposé des principes et des modes de fonctionnement essentiels des lidars. La deuxième partie décrit un exemple d’instrument : Mirela – destiné à la télédétection de produits toxiques. La troisième partie aborde le thème important du contrôle des pollutions atmosphériques.
Quelques perspectives d’avenir des lidars sont discutées, notamment en fonction des progrès récents réalisés en matière de sources laser.
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- Version courante de déc. 2022 par Nicolas CÉZARD
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Lidars atmosphériques pour les besoins de l’environnementArticle inclus dans l'offre
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2. Mirela
2.1 Objectifs
Les principes précédents sont bien illustrés par le lidar Mirela destiné à l’identification et la mesure de substances toxiques. Le développement de cet instrument est réalisé par LASERDOT (Groupe Aérospatiale) dans le cadre d’un programme mené par le Centre d’Essais du Bouchet (DGA).
Il s’agit de détecter des toxiques dispersés dans l’atmosphère, sur des distances de quelques kilomètres :
-
sous forme de vapeur : les quantités sont mesurées par la méthode DIAL, en utilisant le signal rétrodiffusé soit par des particules atmosphériques, soit par une cible fixe ;
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sous forme d’aérosols (liquides) par la détermination du spectre de rétrodiffusion qui est spécifique de la nature chimique de l’aérosol considéré. Cette technique dénommée DISC (Differential Scattering ) est analogue à la technique DIAL.
Les multiples capacités de ce lidar : DIAL-DISC, atmosphérique et topographique, conditionnent les choix techniques essentiels de l’instrument et notamment :
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la sélection du domaine spectral IR de 9 à 11 µm, bien adapté en termes de transparence atmosphérique, rétrodiffusion des aérosols et sécurité oculaire ;
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l’utilisation d’une source laser à agilité de fréquence, capable d’émettre plusieurs dizaines de raies dans cette gamme ;
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une chaîne de détection de très grande dynamique ;
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des moyens de traitement du signal adaptés à la quantité d’informations fournies.
Par ailleurs, la conception générale de type modulaire est guidée par des contraintes opérationnelles :
-
dispositif transportable ;
-
montage, réglage, mise en œuvre rapide sur le terrain.
2.2 Description
La maquette opérationnelle Mirela, répondant à ces objectifs, comporte plusieurs modules représentés sur le schéma synoptique de la figure 3.
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Module d’émission
L’émetteur est un laser CO2...
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