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ASCOETscs

Advanced Scintillometry to Observe Evapo-Transpiration at Satellite Compatible Scales

par Jean Martial Cohard - 30 août 2017

Le projet vise à développer les techniques de mesure de l’évapo-transpiration à différentes échelles spatio-temporelles en utilisant la scintillation infrarouge. Dans le cadre de ce projet, les développements récents des techniques d’analyse de front d’onde CO-SLIDAR ont été adaptées pour des applications environnementales. Cette technologie devrait permettre de mesurer la distribution spatiale des échanges sol/atmosphère ainsi que leur stationnarité apportant ainsi un outil unique pour la validation de produits satellites ou de modèles hydrologiques. Les objectifs pour l’année 2015 étaient de réaliser un nouvel instrument, le SCINDAR, à partir de composants issus d’un banc d’optique adaptative, et de le tester sur le terrain en comparant ses mesures à des mesures de référence.

Scindar Le banc d’optique adaptative à 4 micromètre réalisé à l’ONERA (Robert et al 2012 ) a été restructuré en instrument de profilomètrie de Cn2 horizontale pour le terrain (Fig. 1). Ce nouvel instrument est désormais transportable avec une architecture optique simplifiée et optimisée pour réduire la transmission des vibrations générées par le refroidissement de la caméra infra-Rouge, aux supports des optiques. On a vérifié que les vibrations mécaniques ne perturbaient plus les pentes du front d’onde mesurées avec le nouveau profilomètre.
Une partie du traitement des données doit être réalisée directement après l’acquisition des images permettant ainsi de réduire la quantité à stocker. Ce traitement qui vise à être en temps réel sur un PC embarqué, a été parallélisé dans un premier temps sur une station de travail. Les améliorations du temps d’exécution des traitements et la résorption de la vibration instrumentale ont été testées avec succès dans le cadre du Projet de fin d’étude d’Angela Duong à l’ONERA.
Enfin une expérience d’évaluation du fonctionnement du SCINDAR a été réalisée en octobre 2015, avec 3 scintillomètres co-alignés avec lui. Cette expérience initialement prévue sur l’ancien aérodrome de Crucey a été remplacée faute d’accès par une expérience de scintillométrie urbaine entre les bâtiments de l’ONERA et la tour solaire de l’observatoire de Meudon. Ce site offre 4 zones urbaines et boisées alternées et contrastées, ce qui permet de tester la capacité du SCINDAR à distinguer la structure du Cn² le long du trajet et à terme celle des flux de chaleur en surface. Les données sont en cours de traitement dans une thèse ONERA.

Références du projet
Duong, A (2015). Réalisation d’un banc compact de profilomètrie du Cn². Rap. PFE ENSICAEN.
Robert, C., J. M. Conan, L. M. Mugnier and J. M. Cohard (2015). "Near ground results of the CO-SLIDAR C 2 n profiler." Journal of Physics : Conference Series 595(1) : 012030.
Robert, C., Michau, V., Fleury, B., Magli, S. and Vial, L., (2012). Mid-infrared Shack-Hartmann wavefront sensor fully cryogenic using extended source for endoatmospheric applications. Opt. Express, 20(14) : 15636-15653.





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