Application d'un modèle atmosphérique à l'étude des fluctuations d'indice de réfraction dans la couche limite : influence de la scintillation sur l'analyse de front d'onde

• Auteur / Autrice : Frédéric Mahé
• Direction : Jean Vernin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace. Géophysique externe
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Nice

Résumé

La turbulence atmospherique peut limiter serieusement la resolution des systemes d'imagerie, en particulier pour des systemes situes dans la couche limite atmospherique (cla). L'optique adaptative developpee pour l'astronomie semble etre une solution prometteuse pour ces applications. Dans cette perspective, ce travail de these a consiste a modeliser le niveau des fluctuations d'indice de refraction dans la cla et a evaluer l'impact des fluctuations d'intensite sur la mesure de front d'onde effectuee par un analyseur de hartmann-shack. Dans une premiere partie, la modelisation des fluctuations d'indice de refraction (c 2 n) avec le modele atmospherique mesonh a ete etudiee. En effet, la repartition de la turbulence optique joue un role primordial sur le taux de scintillation. Or les lois de similitude 1d utilisees aujourd'hui ne donnent acces qu'aux profils de c 2 n. L'utilisation d'un modele meteorologique permet de prendre en compte la variabilite spatiale du c 2 n. Ces etudes sont effectuees en mode large eddy simulation (les) de facon a representer la turbulence 3d de la couche limite atmospherique. Elles montrent l'importance du schema sous-maille pour des applications de modelisation optique. La simulation de la couche limite de surface par les est effectuee en modifiant le schema sous-maille turbulent a l'approche du sol. Dans une deuxieme partie, l'effet de la scintillation sur l'analyse de front d'onde a ete evalue. Cette etude est d'abord menee dans le cas des faibles perturbations puis etendue au cas fortement turbulent, plus representatif de la couche limite atmospherique. Pour cela, une simulation numerique de la propagation optique en onde spherique a ete developpee.