Présentation
Auteur(s)
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Yves COJAN : Ingénieur de l’École Supérieure d’Optique - Ingénieur à Thomson TTD optronique - Professeur à l’École Nationale Supérieure des Techniques Avancées et à l’École de l’Air
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Lire l’articleINTRODUCTION
avec la participation pour le paragraphe 8 de Jean‐Claude FONTANELLA Ingénieur de l’École Supérieure d’Optique Ingénieur à Thomson TTD optronique
Pour concevoir un système optronique dont le capteur se trouve être éloigné de la source, l’un des paramètres importants est la transmission spectrale du milieu de propagation atmosphérique. Elle est affectée principalement par l’absorption et la diffusion du rayonnement par ce milieu, sources principales d’interactions entre la lumière et la matière.
Les performances de tout système optronique sont déterminées en effet non seulement par ses caractéristiques techniques intrinsèques résultant de sa conception et de la technologie utilisée, mais aussi par son comportement dans l’environnement d’emploi opérationnel qui concerne le système. Ainsi :
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à la conception ou durant le développement, il est important de connaître comment ces capteurs se comporteront vis‐à‐vis de telle ou de telle situation climatique ou météorologique ;
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à l’utilisation, il est utile de savoir comment les caractéristiques nominales de ces capteurs varient en fonction des conditions d’environnement présentes.
L’objet de cet article est de montrer de quelle manière les effets de l’atmosphère agissent sur les performances des capteurs optroniques.
Le milieu atmosphérique, naturel ou chargé d’obscurants artificiels, agit sur les performances des équipements optroniques, et ce dans tous les domaines spectraux (UV, visible, IR) et pour des rayonnements laser :
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en atténuant de manière sélective les radiations se propageant vers le capteur, à toute longueur d’onde ;
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en générant par diffusion ou par émission radiative un signal optique, comparable à du bruit, à l’origine de l’affaiblissement des contrastes de perception, et qui est d’autant plus important que la distance est grande.
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- Version archivée 1 de avr. 1960 par Jean QUINET
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Théorie du transfert radiatif5. Codes de calcul de l’atténuation atmosphérique
5.1 Modèles de bandes et modèles de raies
À partir de la description théorique des phénomènes physiques, un certain nombre de codes de calcul ont été développés pour déterminer le coefficient de transmission atmosphérique. Plusieurs modèles peuvent être utilisés.
Ils se répartissent en des modèles de bandes, de faible résolution spectrale, et des modèles de raies à haute résolution spectrale.
Le principal objet du modèle de bandes est d’éviter de prendre en compte, dans le calcul de la transmission moléculaire, les paramètres caractérisant les nombreuses raies d’absorption. Il existe, cependant, des cas où les paramètres de bandes ont été déterminés semi‐empiriquement en effectuant un moyennage des paramètres de raies (intensité, probabilité de transition, largeur de raie, etc.). Le modèle de bandes est un modèle à basse résolution spectrale et ne peut être utilisé que pour des calculs de transmission à large bande. Il est adapté aux systèmes optroniques passifs à large plage de sensibilité spectrale exclusivement.
Le modèle de raies est un modèle de grande résolution spectrale qui prend en compte les fréquences de résonance propres à chaque espèce moléculaire. Il est particulièrement bien adapté aux systèmes optroniques actifs ou semi‐actifs utilisant le laser.
Une grande variété de codes de calcul ont été développés pour rendre compte des phénomènes d’extinction atmosphérique : LOWTRAN, MODTRAN, FASCOD. Ces codes sont devenus des références en matière de calcul de propagation atmosphérique. Ils ont été développés depuis plusieurs décennies à l’AFGL (Air Force Geophysics Laboratory), devenu depuis le Philips Laboratory/Geophysics Directorate (PL / GC).
En outre, des modèles empiriques ou semi‐empiriques, basse résolution spectrale, ont été établis et sont présentés compte tenu de leur simplicité d’emploi (méthodes de Passman‐Larmore ou de Elder‐Strong).
Pour finir, on présentera des formules de transmission établies à partir du code FASCOD vis‐à‐vis des raies laser fréquemment utilisées.
HAUT DE PAGE5.2 LOWTRAN
Le...
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