ETUDE ET REALISATION D'UN SPECTROMETRE A DIODES LASER POUR LA MESURE DE CONSTITUANTS MINORITAIRES DANS LA TROPOSPHERE

ETUDE ET REALISATION D'UN SPECTROMETRE A DIODES LASER POUR LA MESURE DE CONSTITUANTS MINORITAIRES DANS LA TROPOSPHERE PDF Author: ISABELLE.. CARRASCO
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Languages : fr
Pages : 276

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UNE TECHNIQUE INSTRUMENTALE PAR SPECTROSCOPIE A DIODE LASER ACCORDABLE EST ETUDIEE AU COURS DE CETTE THESE AFIN DE MESURER DES FLUX DE CONSTITUANTS MINORITAIRES DANS LA TROPOSPHERE. LE SPECTROMETRE DEVELOPPE EST DESTINE A LA MESURE SIMULTANEE DES CONCENTRATIONS DE MONOXYDE DE CARBONE, DE METHANE ET D'OZONE. LES DIODES LASER, UTILISEES ICI DANS LE DOMAINE SPECTRAL INFRAROUGE, DOIVENT EMETTRE SUR LES RAIES D'ABSORPTION DES CONSTITUANTS DONT LA SELECTION S'EST FAITE EN TERME DE FORCE DE RAIE ET D'INFLUENCE DU SPECTRE ATMOSPHERIQUE A PARTIR DE LA SIMULATION DES SPECTRES MOLECULAIRES. LA METHODE CHOISIE POUR LA MESURE DE LA PUISSANCE LUMINEUSE ABSORBEE EST LA DETECTION DE SECONDE HARMONIQUE. L'ETUDE THEORIQUE COMPLETEE PAR LA SIMULATION DE LA REPONSE DE L'INSTRUMENT A PERMIS L'OPTIMISATION DES PARAMETRES DU SPECTROMETRE. A PARTIR DE CE MODELE DIRECT, NOUS AVONS MIS AU POINT UN MODELE INVERSE POUR RESTITUER LA CONCENTRATION DE GAZ ABSORBANT. CE MODELE A PERMIS DE QUANTIFIER L'INFLUENCE DES BRUITS, DES BIAIS ET DES INCERTITUDES DE MESURE DES DIFFERENTS PARAMETRES CARACTERISTIQUES DE L'INSTRUMENT. UNE MAQUETTE DU SPECTROMETRE A ETE CONCUE DE FACON A POUVOIR VALIDER LE CONCEPT INSTRUMENTAL ET LA TECHNIQUE DE RESTITUTION DE CONCENTRATION. ELLE A PERMIS DE CARACTERISER LE COMPORTEMENT DES DIODES LASER UTILISEES ET D'ETABLIR UNE PROCEDURE D'ETALONNAGE DES PARAMETRES PRINCIPAUX DU POINT DE FONCTIONNEMENT CHOISI. A PARTIR DE L'ETUDE EXPERIMENTALE DE L'ABSORPTION DU MONOXYDE DE CARBONE, NOUS AVONS MONTRE LA FAISABILITE DE LA MESURE DE CONCENTRATION GRACE A LA MAQUETTE DU SPECTROMETRE

ETUDE ET REALISATION D'UN SPECTROMETRE A DIODES LASER POUR LA MESURE DE CONSTITUANTS MINORITAIRES DANS LA TROPOSPHERE

ETUDE ET REALISATION D'UN SPECTROMETRE A DIODES LASER POUR LA MESURE DE CONSTITUANTS MINORITAIRES DANS LA TROPOSPHERE PDF Author: ISABELLE.. CARRASCO
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Pages : 276

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UNE TECHNIQUE INSTRUMENTALE PAR SPECTROSCOPIE A DIODE LASER ACCORDABLE EST ETUDIEE AU COURS DE CETTE THESE AFIN DE MESURER DES FLUX DE CONSTITUANTS MINORITAIRES DANS LA TROPOSPHERE. LE SPECTROMETRE DEVELOPPE EST DESTINE A LA MESURE SIMULTANEE DES CONCENTRATIONS DE MONOXYDE DE CARBONE, DE METHANE ET D'OZONE. LES DIODES LASER, UTILISEES ICI DANS LE DOMAINE SPECTRAL INFRAROUGE, DOIVENT EMETTRE SUR LES RAIES D'ABSORPTION DES CONSTITUANTS DONT LA SELECTION S'EST FAITE EN TERME DE FORCE DE RAIE ET D'INFLUENCE DU SPECTRE ATMOSPHERIQUE A PARTIR DE LA SIMULATION DES SPECTRES MOLECULAIRES. LA METHODE CHOISIE POUR LA MESURE DE LA PUISSANCE LUMINEUSE ABSORBEE EST LA DETECTION DE SECONDE HARMONIQUE. L'ETUDE THEORIQUE COMPLETEE PAR LA SIMULATION DE LA REPONSE DE L'INSTRUMENT A PERMIS L'OPTIMISATION DES PARAMETRES DU SPECTROMETRE. A PARTIR DE CE MODELE DIRECT, NOUS AVONS MIS AU POINT UN MODELE INVERSE POUR RESTITUER LA CONCENTRATION DE GAZ ABSORBANT. CE MODELE A PERMIS DE QUANTIFIER L'INFLUENCE DES BRUITS, DES BIAIS ET DES INCERTITUDES DE MESURE DES DIFFERENTS PARAMETRES CARACTERISTIQUES DE L'INSTRUMENT. UNE MAQUETTE DU SPECTROMETRE A ETE CONCUE DE FACON A POUVOIR VALIDER LE CONCEPT INSTRUMENTAL ET LA TECHNIQUE DE RESTITUTION DE CONCENTRATION. ELLE A PERMIS DE CARACTERISER LE COMPORTEMENT DES DIODES LASER UTILISEES ET D'ETABLIR UNE PROCEDURE D'ETALONNAGE DES PARAMETRES PRINCIPAUX DU POINT DE FONCTIONNEMENT CHOISI. A PARTIR DE L'ETUDE EXPERIMENTALE DE L'ABSORPTION DU MONOXYDE DE CARBONE, NOUS AVONS MONTRE LA FAISABILITE DE LA MESURE DE CONCENTRATION GRACE A LA MAQUETTE DU SPECTROMETRE

Instrument Development for Atmospheric Research and Monitoring

Instrument Development for Atmospheric Research and Monitoring PDF Author: Jens Bösenberg
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3662034050
Category : Science
Languages : en
Pages : 420

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Jens Bosenberg Max-Planck-Institut fur Meteorologie, Bundesstr. 55, D-20146 Hamburg, Germany TESLAS, which stands for Tropospheric Environmental Studies by Laser Sounding, was formed in November 1987 as a subproject of EUROTRAC to enhance the measurement capabilities for vertical profiling of ozone in the troposphere by means of laser remote sensing. For studies of several atmospheric processes related to the formation and redistribution of photo-oxidants there was a clear need for measuring extended time series with appropriate vertical and temporal resolution. These could not be obtained by conventional in situ techniques, at least not with affordable effort, so remote sensing appeared to be the best way to obtain the required information. At the beginning of the subproject, some Differential Absorption Lidar (DIAL) systems for measuring the vertical distribution of ozone already existed, but their use was restricted to very few laboratories and very few measurement campaigns, since the instruments were highly complex, rather unreliable, and required extensive efforts for maintenance and operation by skilled scientists. In addition, the accuracy of these measurements under a variety of meteorological conditions was not really well established. The main tasks within TESLAS therefore were to develop fully the DIAL-methodology for remote sensing of tropospheric ozone, and to develop instruments which are accurate, reliable, easy to operate, and suitable for field deployment or airborne operation.

Etude et réalisation d'un spectromètre haute sensibilité à diode laser pour la mesure de traces de gaz

Etude et réalisation d'un spectromètre haute sensibilité à diode laser pour la mesure de traces de gaz PDF Author: Fabrice Bounaix
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Languages : fr
Pages : 212

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LE SUIVI DES PROCESSUS INDUSTRIELS, LE CONTROLE DES TENEURS EN GAZ A CARACTERE POLLUANT DANS L'ATMOSPHERE ET L'ETUDE DES REACTIONS CHIMIQUES REQUIERENT DES INSTRUMENTS CAPABLES DE DETECTER DE TRES FAIBLES TENEURS. LA SPECTROMETRIE D'ABSORPTION INFRAROUGE A DIODE LASER APPORTE UNE SOLUTION A CE PROBLEME EN PERMETTANT DES SENSIBILITES IMPORTANTES ET DES TEMPS DE REPONSE DE L'ORDRE DE LA MINUTE. CE MEMOIRE PRESENTE L'ETUDE ET LA REALISATION D'UN TEL SPECTROMETRE POUR LA DETECTION DE FAIBLES TENEURS EN VAPEUR D'EAU. CELUI-CI SE CARACTERISE PAR UNE SOURCE LASER A SEMICONDUCTEUR DU TYPE INGAASP AYANT UNE LONGUEUR D'ONDE D'EMISSION EGALE A 1,37 MICROMETRE, PAR L'UTILISATION D'UNE CELLULE MULTIPASSAGE DU TYPE HERRIOT AYANT UNE LONGUEUR TOTALE DE PASSAGE D'UNE VINGTAINE DE METRES, ENFIN PAR UN FAIBLE ENCOMBREMENT. LE SIGNAL D'ABSORPTION EST OBTENU PAR UN BALAYAGE RAPIDE EN LONGUEUR D'ONDE, REALISE EN MODULANT LE COURANT DE DIODE. UNE DOUBLE VOIE, MESURE ET REFERENCE, PERMET DE S'AFFRANCHIR DE LA VAPEUR D'EAU RESIDUELLE DANS LA TETE DE DETECTION. LE FAIBLE SIGNAL D'ABSORPTION EST CONVERTI APRES AMPLIFICATION EN UN SIGNAL NUMERIQUE PUIS MOYENNE SUR PLUSIEURS PASSAGES DANS LE BUT D'AMELIORER LE RAPPORT SIGNAL SUR BRUIT. LE MODE PRINCIPAL DE LA DIODE EST CENTRE SUR LA BANDE D'ABSORPTION SITUEE A 1,4 MICROMETRE CORRESPONDANT A UNE TRANSITION VIBRATIONNELLE HARMONIQUE. AVEC UN TEL DISPOSITIF NOUS AVONS MONTRE QU'IL ETAIT POSSIBLE DE DETECTER DES CONCENTRATIONS DE VAPEUR D'EAU DE L'ORDRE DE 100 PPB, AVEC UN SIGNAL SUR BRUIT DE 10. LA SENSIBILITE EST ESSENTIELLEMENT LIMITEE PAR DES INTERFERENCES PARASITES ET PAR L'UTILISATION D'UNE DIODE MULTIMODES. L'EMPLOI D'UNE SOURCE LASER MONOMODE (DIODE DFR OU DIODE A CAVITE EXTERNE) DEVRAIT PERMETTRE LA MESURE DE TENEUR EN H#2O INFERIEURES A 10 PPB. CETTE TECHNIQUE PEUT ETRE ETENDUE A LA DETECTION DE PETITES MOLECULES POSSEDANT DES LIAISONS X-H (X=C, N, O...)

Conception et réalisation d'un spectromètre d'absorption par diode laser accordable pour la mesure des concentrations et des flux de CO2 et de CH4 au-dessus des réservoirs hydroélectriques et de divers types de sols

Conception et réalisation d'un spectromètre d'absorption par diode laser accordable pour la mesure des concentrations et des flux de CO2 et de CH4 au-dessus des réservoirs hydroélectriques et de divers types de sols PDF Author: Tommy Ringuette
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Languages : fr
Pages : 134

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En collaboration avec Hydro-Québec à l'origine, notre laboratoire a développé un système de détection quantitative permettant de déterminer simultanément et en temps réel la concentration et le flux du C02 et du CH4. Les mesures de concentration sont effectuées par absorption infrarouge sur un parcours ouvert, jusqu'à environ 2000 mètres aller-retour, au-dessus de la surface émettrice au moyen de diodes lasers accordables. Les mesures sont effectuées à deux hauteurs séparées. Des concentrations de l'ordre d'une partie par million (ppm) pour le C02 et de 0,01 ppm pour le CH4 peuvent être mesurées selon la longueur du parcours et les conditions météorologiques. Les flux sont calculés à l'aide d'un modèle de diffusion simplifié qui utilise les données météorologiques provenant d'une station portable. Ce travail décrit le système d'origine et met l'emphase sur les transformations qui ont été réalisées dans le but d'optimiser son utilisation.

Développement et caractérisation d'un spectromètre diode laser pour la mesure en continu et in situ de la composition atmosphérique en 12CO2 et en 13CO2

Développement et caractérisation d'un spectromètre diode laser pour la mesure en continu et in situ de la composition atmosphérique en 12CO2 et en 13CO2 PDF Author: Laurence Croizé
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Languages : fr
Pages : 140

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Ce manuscrit présente l'instrument SIMCO (Spectrometer for Isotopic Measurements of CO2) dont le développement s'inscrit dans le contexte scientifique général de l'étude de l'influence des émissions anthropogéniques de gaz à effet de serre sur le climat. La mesure de la concentration totale de CO2 et de la composition isotopique atmosphérique ±13CO2 permet de mieux faire la part entre les processus biogéochimiques et les processus d'origine anthropogénique. Cependant, la très faible amplitude de variation de la composition isotopique dans l'atmosphère implique d'obtenir une exactitude sur la mesure (en unités de ±13C) meilleure que 0,2 ‰ et une excellente stabilité de l'instrument. La problématique de l'augmentation de la concentration de CO2 dans l'atmosphère est exposée en introduction par un bilan des connaissances actuelles que l'on a du cycle du carbone. Puis l'état de l'art de la mesure de gaz à l'état de trace par spectroscopie d'absorption est décrit afin de justifier la configuration expérimentale choisie. Enfin, après avoir rappelé les fondements de la spectroscopie des isotopes du CO2, le montage expérimental retenu et développé, ses performances (et notamment les résultats de deux campagnes de mesures permettant de confronter les mesures de l'instrument SIMCO à celles d'un chromatographe en phase gazeuse et d'un spectromètre de masse) ainsi que les futures améliorations de l'instrument SIMCO sont présentés.

Développement d'un spectromètre infrarouge à diode laser pour l'étude des profils de raies

Développement d'un spectromètre infrarouge à diode laser pour l'étude des profils de raies PDF Author: Véronique Lemaire
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Languages : fr
Pages : 185

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L'étude des atmosphères planétaires constitue un moyen d'améliorer nos connaissances des planètes et du système solaire mais elle permet également de mieux comprendre l'évolution de la composition de notre atmosphère. A ce titre, Titan s'est révélé d'un intérêt considérable à cause de son atmosphère dense d'azote contenant des hydrocarbures et des nitriles tels que HCN, molécules clés pour la chimie prébiotique. L'atmosphère de Venus essentiellement composée de CO2 et très étudiée pour son effet de serre contient de nombreuses espèces mineures telles que OCS récemment détecté. Des mesures en laboratoire sont donc nécessaires pour interpréter les données observationnelles. En plus des résultats sur les fréquences des transitions, il faut disposer d'informations sur les coefficients d'élargissement collisionnel, les intensités et les déplacements de fréquence induits par pression. Dans ce but, un spectromètre infrarouge à diode laser stabilisé en fréquence a été installé. Son originalité réside dans l'obtention du signal d'erreur par modulation de la longueur optique d'une cavité de référence, évitant ainsi la formation de bandes latérales qui dégradent l'émission laser. Ce spectromètre a été utilisé pour étudier l'élargissement collisionnel de OCS induit par CO2, celui de HCN induit par lui-même et par N2, H2, Ar, et pour mesurer des intensités de transition. Cette étude a été complétée par des mesures de déplacement de fréquence induits par pression. Ces études permettent de mieux comprendre les processus de collision. L'interprétation théorique des résultats a été réalisé grâce aux formalismes semi-classiques d'Anderson, Tsao et Curnutte et de Robert et Bonamy. Le potentiel d'interaction a été adapté pour chaque partenaire de collision grâce aux paramètres disponibles dans la littérature. Il a ainsi été possible de reproduire la dépendance de la relaxation avec le nombre quantique de rotation.

Étude des bruits limitant la sensibilité d'un spectromètre d'absorption différentielle à diode laser infrarouge

Étude des bruits limitant la sensibilité d'un spectromètre d'absorption différentielle à diode laser infrarouge PDF Author: Eric de Borniol
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Languages : fr
Pages : 121

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L'ETUDE DE L'ATMOSPHERE OU LE SUIVI DE PROCESSUS INDUSTRIELS NECESSITE DES INSTRUMENTS CAPABLES DE MESURER IN SITU ET DE FACON SELECTIVE DE FAIBLES CONCENTRATIONS DE GAZ. LA SPECTROMETRIE D'ABSORPTION PAR DIODE LASER INFRAROUGE REPOND A CE PROBLEME MAIS SA SENSIBILITE EST LIMITEE PAR LE BRUIT DE MESURE. LA PREMIERE PARTIE DE CE MEMOIRE EST CONSACREE A L'ETUDE DES BRUITS LIMITANT LA SENSIBILITE DES METHODES DE SPECTROSCOPIE UTILISANT DES DIODE LASER AUX SELS DE PLOMB, ET AUX DIFFERENTES TECHNIQUES MISES EN UVRE POUR L'AMELIORER. LES FLUCTUATIONS DE PUISSANCE DE LA DIODE LASER ETANT LE FACTEUR LE PLUS LIMITANT POUR LA SENSIBILITE, L'ETUDE DU BRUIT RELATIF D'INTENSITE (OU RIN) D'UNE TELLE SOURCE A ETE REALISEE. CETTE ETUDE MONTRE QUE CE BRUIT PEUT ETRE DIMINUE EN FONCTION DES CONDITIONS EXPERIMENTALES ET QU'IL PRESENTE, DANS TOUT LES CAS, UNE DECROISSANCE AVEC LA FREQUENCE D'ANALYSE (BRUIT EN 1/F). LA SECONDE PARTIE DU MEMOIRE EST DEDIEE A LA CONCEPTION ET A L'EVALUATION DE LA SENSIBILITE ULTIME D'UN SPECTROMETRE D'ABSORPTION DIFFERENTIELLE A BALAYAGE RAPIDE. LA LONGUEUR D'ONDE D'EMISSION EST BALAYEE PERIODIQUEMENT AUTOUR D'UNE RAIE D'ABSORPTION MOLECULAIRE EN MODULANT LE COURANT INJECTE DANS LA DIODE. DEUX VOIES OPTIQUES DE MESURE L'UNE TRAVERSANT LE MILIEU ET L'AUTRE NON SONT SOUSTRAITES L'UNE A L'AUTRE AVANT LA NUMERISATION DU SIGNAL. LE SIGNAL EST ENSUITE MOYENNE SUR PLUSIEURS PERIODES. L'ETUDE DU FILTRE RESULTANT DU BALAYAGE SPECTRAL RAPIDE MONTRE QUE LE BRUIT EN 1/F PEUT ETRE FILTRE EN DIMINUANT LA PERIODE DE MODULATION. LA SOUSTRACTION DE DEUX VOIES ASSOCIE A UNE COURTE PERIODE DE BALAYAGE (0,1 MS) PERMETTENT D'ATTEINDRE UNE TRES GRANDE SENSIBILITE. L'ANALYSE DE SPECTRES D'ABSORPTION DE LA MOLECULE DE CO VERS 2054 CM 1 MONTRE QUE LE SPECTROMETRE REALISE PERMET DE MESURER UNE ABSORPTION RELATIVE DE LA PUISSANCE LASER DE 1,1.10 6 EN 54,5 MS. SA SENSIBILITE LIMITE, CALCULEE POUR UNE BANDE PASSANTE DE 1 HZ EST DE 7.10 8. CETTE SENSIBILITE EST PROCHE DE CELLE OBTENUE PAR LA TECHNIQUE ACTUELLEMENT LA PLUS SENSIBLE TELLE QUE LA SPECTROSCOPIE DE MODULATION HAUTE FREQUENCE.

SPECTROSCOPIE D'ABSORPTION INFRAROUGE PAR DIODES LASER AVEC L'INSTRUMENT SOUS BALLON SPIRALE DEVELOPPEMENT DE METHODES DE TRAITEMENT POUR LA DETERMINATION DES CONCENTRATIONS DE COMPOSES MINORITAIRES DE L'ATMOSPHERE TERRESTRE

SPECTROSCOPIE D'ABSORPTION INFRAROUGE PAR DIODES LASER AVEC L'INSTRUMENT SOUS BALLON SPIRALE DEVELOPPEMENT DE METHODES DE TRAITEMENT POUR LA DETERMINATION DES CONCENTRATIONS DE COMPOSES MINORITAIRES DE L'ATMOSPHERE TERRESTRE PDF Author: BRUNO.. LETENNEUR
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Languages : fr
Pages : 152

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L'INSTRUMENT SPIRALE, ACTUELLEMENT EN COURS DE DEVELOPPEMENT, A ETE CONCU DANS LE BUT DE MIEUX COMPRENDRE LA CHIMIE DE LA STRATOSPHERE A PETITE ECHELLE. CET INSTRUMENT EST DEDIE A LA MESURE SIMULTANEE ET IN SITU DES CONCENTRATIONS DE PLUSIEURS ESPECES CHIMIQUES STRATOSPHERIQUES PAR SPECTROSCOPIE INFRAROUGE. SON PRINCIPE REPOSE SUR LA MESURE DE LA TRANSMISSION D'UN FAISCEAU LASER PARCOURANT L'ESPACE COMPRIS ENTRE LES DEUX MIROIRS D'UNE CELLULE A PARCOURS MULTIPLES OUVERTE. LE FAISCEAU LASER EST EMIS PAR UNE DIODE LASER AUX SELS DE PLOMB ACCORDABLE EN FREQUENCE. LE COURANT INJECTE DANS LA DIODE EST IMPOSE DE MANIERE A FAIRE EVOLUER LE NOMBRE D'ONDE DU FAISCEAU LASER DE PART ET D'AUTRE DU CENTRE D'UNE RAIE D'ABSORPTION ROVIBRATIONNELLE D'UNE ESPECE CHIMIQUE. LA PUISSANCE LUMINEUSE DETECTEE PRESENTE UN PROFIL D'ABSORPTION DONT LA FORME ET L'AMPLITUDE SONT CARACTERISTIQUES DE L'ESPECE MESUREE ET DE SA CONCENTRATION. LA PREMIERE PARTIE DE CE MEMOIRE DECRIT L'INSTRUMENT, LES DIODES LASER EN GENERAL ET DIFFERENTS TYPES DE PROFILS D'ABSORPTION. UNE METHODE DE RECHERCHE EST PROPOSEE POUR SELECTIONNER LES POINTS DE FONCTIONNEMENT D'UNE DIODE EN VUE DE LA MESURE D'UNE ESPECE CHIMIQUE. ELLE EST APPLIQUEE AUX DIODES DEDIEES AUX ESPECES CO, NO, NO#2 ET O#3. CES DIODES SERONT EMBARQUEES LORS DU PREMIER VOL DE L'INSTRUMENT (PREVU EN JUIN 1998). LA SECONDE PARTIE DU MEMOIRE EST CONSACREE A L'INVERSION DES DONNEES FOURNIES PAR L'INSTRUMENT. UN PROTOCOLE DE TRAITEMENT DES SIGNAUX EST ETABLI POUR EXTRAIRE LA CONCENTRATION DE L'ESPECE ABSORBANTE A PARTIR DES SPECTRES ACQUIS PAR L'INSTRUMENT. CE PROTOCOLE EST APPLIQUE A DES SIGNAUX ACQUIS SUR UN BANC OPTIQUE REPRODUISANT LE PRINCIPE DE MESURE DE L'INSTRUMENT. AINSI SONT ESTIMEES LES PERFORMANCES DE L'INSTRUMENT (DYNAMIQUE DE MESURE SUPERIEURE A 1000, LIMITE DE DETECTION DE 10##4 EN ABSORPTION). ENFIN, LES ALGORITHMES D'INVERSION SONT VALIDES PAR LA MESURE D'ESPECES CHIMIQUES DE L'ATMOSPHERE DE CONCENTRATION CONNUE AU NIVEAU DU SOL.

Spectrométrie infrarouge atmosphérique

Spectrométrie infrarouge atmosphérique PDF Author: Thibault Le Barbu
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Languages : fr
Pages : 188

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Les travaux présentés dans ce manuscrit portent sur la spectrométrie infrarouge et sur les développements et tests effectués pour deux instruments pouvant être utilisés pour des applications atmosphériques. La première partie présente d'abord une chronologie de l'exploration spatiale de la planète Mars d'un point de vue de la recherche de l'eau ainsi que les caractéristiques environnementales de la planète et présente ensuite les développements autour d'un spectromètre à diodes laser accordables (TDLAS) adapté à l'étude in situ de l'atmosphère de Mars, en particulier, des flux de vapeur d'eau au niveau du sol. La deuxième partie traite des études spectroscopiques qui ont été faites en laboratoire avec les diodes laser émettant à 1877nm, 2042nm et 2640nm pouvant être utilisées par TDLAS. Les paramètres spectroscopiques des molécules d'intérêts à ces longueurs d'onde ont été déterminés et pourront être utilisés pour l'exploitation des spectres mesurés in situ. La troisième partie porte sur un spectromètre à réseau et filtre acousto-optique pouvant être utilisé pour la mesure du dioxyde de carbone dans l'atmosphère de la Terre par occultation solaire. Le CO2 est l'un des principaux gaz à effet de serre. Une connaissance des sources et des puits de CO2 est primordiale pour évaluer l'impact de son augmentation de concentration sur l'évolution future du climat. Un instrument compact comme SOIR serait très utile pour compléter le réseau actuel de stations de mesure du CO2. Les premières mesures solaires sont présentées ainsi que les modifications apportées à l'instrument et les premiers tests de calibration.

Etude des bruits limitant la sensibilité d'un spectromètre d'absorption différentielle à diode laser infrarouge

Etude des bruits limitant la sensibilité d'un spectromètre d'absorption différentielle à diode laser infrarouge PDF Author: Eric de Borniol
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Category :
Languages : fr
Pages : 121

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L'ETUDE DE L'ATMOSPHERE OU LE SUIVI DE PROCESSUS INDUSTRIELS NECESSITE DES INSTRUMENTS CAPABLES DE MESURER IN SITU ET DE FACON SELECTIVE DE FAIBLES CONCENTRATIONS DE GAZ. LA SPECTROMETRIE D'ABSORPTION PAR DIODE LASER INFRAROUGE REPOND A CE PROBLEME MAIS SA SENSIBILITE EST LIMITEE PAR LE BRUIT DE MESURE. LA PREMIERE PARTIE DE CE MEMOIRE EST CONSACREE A L'ETUDE DES BRUITS LIMITANT LA SENSIBILITE DES METHODES DE SPECTROSCOPIE UTILISANT DES DIODE LASER AUX SELS DE PLOMB, ET AUX DIFFERENTES TECHNIQUES MISES EN UVRE POUR L'AMELIORER. LES FLUCTUATIONS DE PUISSANCE DE LA DIODE LASER ETANT LE FACTEUR LE PLUS LIMITANT POUR LA SENSIBILITE, L'ETUDE DU BRUIT RELATIF D'INTENSITE (OU RIN) D'UNE TELLE SOURCE A ETE REALISEE. CETTE ETUDE MONTRE QUE CE BRUIT PEUT ETRE DIMINUE EN FONCTION DES CONDITIONS EXPERIMENTALES ET QU'IL PRESENTE, DANS TOUT LES CAS, UNE DECROISSANCE AVEC LA FREQUENCE D'ANALYSE (BRUIT EN 1/F). LA SECONDE PARTIE DU MEMOIRE EST DEDIEE A LA CONCEPTION ET A L'EVALUATION DE LA SENSIBILITE ULTIME D'UN SPECTROMETRE D'ABSORPTION DIFFERENTIELLE A BALAYAGE RAPIDE. LA LONGUEUR D'ONDE D'EMISSION EST BALAYEE PERIODIQUEMENT AUTOUR D'UNE RAIE D'ABSORPTION MOLECULAIRE EN MODULANT LE COURANT INJECTE DANS LA DIODE. DEUX VOIES OPTIQUES DE MESURE L'UNE TRAVERSANT LE MILIEU ET L'AUTRE NON SONT SOUSTRAITES L'UNE A L'AUTRE AVANT LA NUMERISATION DU SIGNAL. LE SIGNAL EST ENSUITE MOYENNE SUR PLUSIEURS PERIODES. L'ETUDE DU FILTRE RESULTANT DU BALAYAGE SPECTRAL RAPIDE MONTRE QUE LE BRUIT EN 1/F PEUT ETRE FILTRE EN DIMINUANT LA PERIODE DE MODULATION. LA SOUSTRACTION DE DEUX VOIES ASSOCIE A UNE COURTE PERIODE DE BALAYAGE (0,1 MS) PERMETTENT D'ATTEINDRE UNE TRES GRANDE SENSIBILITE. L'ANALYSE DE SPECTRES D'ABSORPTION DE LA MOLECULE DE CO VERS 2054 CM 1 MONTRE QUE LE SPECTROMETRE REALISE PERMET DE MESURER UNE ABSORPTION RELATIVE DE LA PUISSANCE LASER DE 1,1.10 6 EN 54,5 MS. SA SENSIBILITE LIMITE, CALCULEE POUR UNE BANDE PASSANTE DE 1 HZ EST DE 7.10 8. CETTE SENSIBILITE EST PROCHE DE CELLE OBTENUE PAR LA TECHNIQUE ACTUELLEMENT LA PLUS SENSIBLE TELLE QUE LA SPECTROSCOPIE DE MODULATION HAUTE FREQUENCE.