Recherche Avancée

Thèse soutenue

Etude des constituants de la stratosphère par spectrométrie infrarouge : héliostat couplé a un interféromètre en vue de l'exploitation des spectres atmosphériques

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Auteur / Autrice : Toufic-Michel Hawat
Direction : Roger Torguet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Electronique
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Valenciennes
Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université Pierre et Marie Curie (Paris ; 1971-2017)

Résumé

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Les recherches dans le domaine de la physico-chimie atmosphérique se sont fortement développées ces dernières années afin de contribuer à une meilleure compréhension des phénomènes chimiques, dynamiques et radiatifs qui déterminent l'état actuel et peuvent affecter l'évolution future de l'atmosphère terrestre. Parmi les méthodes permettant d'accéder à la mesure des constituants atmosphériques, la spectrométrie de Fourier infrarouge sous ballon stratosphérique en utilisant le soleil comme source permet de détecter et de déduire les concentrations d'un grand nombre d'espèces à l'état de trace. Cette grande sensibilité est atteinte grâce à des spectres d'absorption à haute résolution spectrale et à rapport signal sur bruit élèvé qu'on peut enregistrer dans la géométrie d'occultation solaire au limbe. Pour atteindre cet objectif nous avons étudié, testé et réalisé un héliostat (pointeur solaire) basé sur deux capteurs optiques performants: une caméra CCD et un capteur fin de position. L’héliostat est utilisé pour injecter le flux solaire parallèlement à l'axe optique d'un interféromètre qui permet l'acquisition de spectres atmosphériques à haute résolution. L’ensemble du dispositif instrumental est installé à bord d'une nacelle stratosphérique disposant d'un système de pointage primaire (en azimut). Nous discutons des performances opta-mécaniques de l'héliostat et du spectromètre associé, qui ont été utilisés pour réaliser des mesures de constituants minoritaires à la montée et à l'occultation au cours de vols ballon réalisàs dans le cadre de la campagne SESAME destinée à l'étude de l'ozone stratosphérique aux hautes et moyennes latitudes. L’inversion des spectres enregistrés a permis d'obtenir les profils verticaux de concentration de HCl dans le vortex arctique en fin d'hiver, qui ont été comparés aux résultats prédits par un modèle photochimique de la stratosphère.