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Etude et réalisation de dispositifs optiques à large couverture spectrale pour la détection multi-gaz à distance
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Dobroc, Alexandre |
| Copyright Year | 2013 |
| Abstract | Les travaux de these presentes dans ce manuscrit ont pour objectifs l'etude et la mise en oeuvre de nouvelles techniques actives de spectroscopie d'absorption infrarouge pour la detection multi-gaz a distance. Pour cette application, nous avons etudie le potentiel de deux sources laser innovantes : un Oscillateur Parametrique Optique Doublement Resonnant (DROPO), emettant un rayonnement monochromatique accordable entre 3,3µm et 3,7µm et un laser fibre Supercontinuum, emettant un spectre continu s'etendant de 1µm jusquau-dela de 3,8µm. Apres avoir modelise les signaux ainsi que le bruit, nous avons calcule les performances theoriques d'estimation de concentration a l'aide des Bornes de Cramer-Rao (BCR). Puis, nous avons developpe des estimateurs de concentrations multi-gaz adaptes aux caracteristiques des signaux DROPO et Supercontinuum. Ces estimateurs ont ete appliques a des signaux experimentaux dans le but de valider le calcul des previsions de performances. Dans le cas de la spectroscopie par DROPO, des mesures simultanees des concentrations en vapeur d'eau et en methane, integrees sur un trajet de 30m dans l'atmosphere ont ete realisees (apres diffusion sur une cible non cooperative). Dans le cas de la spectroscopie Supercontinuum, nous avons realise un premier montage base sur une source proche infrarouge et un analyseur de spectre commerciaux afin de valider le traitement du signal ainsi que la prediction de performances. Nous avons realise des mesures simultanees de la quantite de methane presente dans une cellule et la concentration atmospherique en vapeur d'eau integree sur une distance de plus de 10m (par reflexion sur une cible cooperative). L'estimation est non biaisee et l'ecart type calcule sur un grand nombre d'estimations est inferieur a 1, 5 fois les BCR. Pour les experiences de spectroscopie realisees autour de 3,3µm, nous avons adapte, implemente et calibre un spectrographe permettant d'acquerir en quelques secondes une centaine de spectres sur un domaine spectral de200nm, avec une resolution inferieure au nanometre. Un estimateur du maximum de vraisemblance a fourni une estimation peu biaisee (3%) avec un ecart type egal a 2, 5 fois la BCR. Nous avons ainsi montre experimentalement la faisabilite de mesures rapides et precises par spectroscopie Supercontinuum infrarouge. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://pastel.archives-ouvertes.fr/file/index/docid/959752/filename/manuscrit_these_Dobroc_Alexandre.pdf |
| Alternate Webpage(s) | https://www.onera.fr/sites/default/files/actualites/agenda/theses/131218-AlexandreDobroc.pdf |
| Alternate Webpage(s) | https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00959752/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
