Thèses sur le sujet « Haute résolution spectrale »
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1
Caspary, Olivier. « Applicabilité des méthodes d'analyse spectrale à haute résolution fréquentielle ». Nancy 1, 1995. http://www.theses.fr/1995NAN10004.
Résumé :
Ce mémoire porte sur l'applicabilité des méthodes d'analyse spectrale à haute résolution fréquentielle. La première partie présente une unification des principales méthodes à partir de la résolution d'un problème de minimisation sous contraintes. La seconde partie, en s'appuyant sur des simulations multiples, étudie les problèmes de mise en œuvre associés d'une part aux méthodes et, d'autre part, aux signaux. Dans le premier cas, nous généralisons notamment les méthodes d'approximation du sous-espace signal afin qu'elles soient plus robustes vis-à-vis du choix du nombre de composantes, et proposons également une pondération qui évite ce choix. Dans le second cas, un prétraitement, consistant à former la matrice des données à l'aide des données et de leurs corrélations successives, est proposé. Dans le cas de signaux sinusoïdaux courts, il améliore le rapport signal sur bruit si celui-ci est faible. La troisième partie traite deux applications complémentaires, en l'occurrence des signaux de spectroscopie RMN et des fuseaux de sommeil de signaux EEG. Pour ces deux applications, nous proposons des méthodologies appropriées qui peuvent faire appel à la technique de filtrage-décimation afin de réduire la complexité numérique et d'améliorer la résolution. Le dernier chapitre fait le point sur les connaissances acquises et conduit à l'ébauche d'un guide utilisateur
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Rouquette, Stéphanie. « Analyse spectrale haute résolution de signaux bidimensionnels : application à l'imagerie radar ». Bordeaux 1, 1998. http://www.theses.fr/1998BOR10655.
Résumé :
Ce memoire concerne l'etude de signaux bidimensionnels modelisables par une somme d'exponentielles. Cette etude est realisee dans le cadre de l'analyse spectrale avant que ne soit consideree l'application radar. Les methodes a haute resolution presentees dans ce manuscript exploitent le modele du signal en utilisant la decomposition en sous-espaces signal et bruit relative aux donnees. La premiere partie porte sur l'estimation des frequences du signal via le calcul d'un spectre dans le cadre de la prediction lineaire. De nouveaux supports de prediction de type quart de plan sont introduits, ce qui ameliore l'allure du spectre et augmente la precision de l'estimation par rapport aux supports quart de plan classiques. La deuxieme partie concerne des techniques d'analyse spectrale qui estiment directement les frequences. Ces methodes reposent sur des proprietes d'invariance par translation relatives aux donnees. Les frequences correspondant a chaque dimension sont estimees separement avant que ne se pose le probleme de la formation des paires. Deux algorithmes fondes sur la diagonalisation conjointe de deux matrices sont proposes pour former les paires frequentielles de maniere efficace. La troisieme partie porte sur l'application des techniques precedentes a la localisation des points brillants d'une cible dans le contexte de la furtivite radar. Nous proposons un critere empirique pour determiner le nombre d'exponentielles, ainsi qu'un pre-traitement du signal qui consiste en une decomposition en sous-bandes frequentielles suivie d'un sous-echantillonnage. Cela permet d'augmenter la precision des etapes de detection et d'estimation.
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Bourguignon, Sébastien. « Analyse spectrale à haute résolution de signaux irrégulièrement échantillonnés : application à l'Astrophysique ». Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00116827.
Résumé :
L'étude de nombreux phénomènes astronomiques repose sur la recherche de périodicités dans des séries temporelles (courbes de lumière ou de vitesse radiale). En raison des contraintes observationnelles, la couverture temporelle des données résultantes est souvent incomplète, présentant des trous périodiques ainsi qu'un échantillonnage irrégulier. L'analyse du contenu fréquentiel de telles séries basée sur le spectre de Fourier s'avère alors inefficace et les méthodes heuristiques de déconvolution de type CLEAN, couramment utilisées en astronomie, ne donnent pas entière satisfaction. Cette thèse s'inscrit dans le formalisme fréquemment rencontré depuis les années 1990 abordant l'analyse spectrale sous la forme d'un problème inverse, le spectre étant discrétisé sur une grille fréquentielle arbitrairement fine. Sa régularisation est alors envisagée en traduisant la nature a priori parcimonieuse de l'objet à reconstruire: nous nous intéressons ici à la recherche de raies spectrales. Une première approche envisagée a trait au domaine de l'optimisation et consiste à minimiser un critère de type moindres carrés, pénalisé par une fonction favorisant les solutions parcimonieuses. La pénalisation par la norme l1 est en particulier étudiée en extension à des variables complexes et s'avère satisfaisante en termes de modélisation. Nous proposons des solutions algorithmiques particulièrement performantes permettant d'envisager une analyse à très haute résolution fréquentielle.
Nous étudions ensuite la modélisation probabiliste des amplitudes spectrales sous la forme d'un processus Bernoulli-Gaussien, dont les paramètres sont estimés au sens de la moyenne a posteriori à partir de techniques d'échantillonnage stochastique, permettant d'envisager une estimation totalement non supervisée. L'interprétation probabiliste du résultat ainsi que l'obtention conjointe des variances associées, sont alors d'un intérêt astrophysique majeur, s'interprétant en termes de niveaux de confiance sur les composantes spectrales détectées. Nous proposons dans un premier temps des améliorations de l'algorithme échantillonneur de Gibbs permettant d'accélérer l'exploration de la loi échantillonnée. Ensuite, nous introduisons des variables de décalage fréquentiel à valeur continue, permettant d'augmenter la précision de l'estimation sans trop pénaliser le coût calculatoire associé.
Pour chaque méthode proposée, nous illustrons sur des simulations la qualité de l'estimation ainsi que les performances des algorithmes développés. Leur application à un jeu de données issu d'observations astrophysiques est enfin présentée, mettant en évidence l'apport d'une telle méthodologie par rapport aux méthodes d'analyse spectrale habituellement utilisées.
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Ferrari, André. « Contribution à l'étude et au développement de méthodes haute résolution en analyse spectrale ». Nice, 1992. http://www.theses.fr/1992NICE4600.
Résumé :
Le thème de ce mémoire est l'estimation d'un signal composé de sinusoi͏̈des complexes entachées d'un bruit Gaussien. Le problème est tout d'abord abordé d'un point de vue statistique. Dans un premier temps, le bruit est supposé blanc. Différents algorithmes originaux basés sur la décomposition spectrale de la matrice d'autocorrélation du processus et sur la soustraction de bruit sont proposés. Le cas particulier d'un signal périodique est envisagé. Dans un second temps, le bruit est supposé coloré. Des solutions utilisant les cumulants d'ordre quatre du signal sont alors étudiées. Le problème est également considéré d'un point de vue déterministe. Une approche générale du problème basée sur la compensation d'une matrice de mesures sous un certain nombre de contraintes structurelles est développée. Enfin, des simulations sur signaux synthétiques permettent d'étudier les performances des différents algorithmesThe spectral estimation of a signal composed by complex sinusoids and corrupted by a Gaussian noise is the main topic of this dissertation. Initially, a statistical approach of the problem is considered. The noise is first assumed white. Algorithms based on the spectral decomposition of the process autocorrelation matrix or on noise substraction are proposed. The particular case of a periodic signal is discussed. In a second time, the noise is assumed colored. Solutions based on the fourth order cumulants of the signal are presented. The problem is also studied in a deterministic way. A general approach based on the compensation of a data matrix under different structural constraints is developped. Finally, the performances of the different algorithms are derived performing simulations on synthetic signals
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Bourguignon, Sébastien. « Analyse spectrale à haute résolution de signaux à échantillonnage irrégulier : application à l'astrophysique ». Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30190.
Résumé :
L'étude de nombreux phénomènes astronomiques repose sur la recherche de périodicités dans des séries temporelles dont l'échantillonnage est généralement irrégulier. Cette thèse aborde ce problème d'analyse spectrale sous forme non paramétrique, le spectre étant discrétisé sur une grille fréquentielle arbitrairement fine. La régularisation du problème inverse s'effectue alors en traduisant la parcimonie de la solution : nous recherchons uniquement des raies spectrales. Une première approche envisage la minimisation d'un critère des moindres carrés pénalisé par une fonction favorisant les solutions parcimonieuses : nous proposons notamment l'utilisation de la norme L1 des amplitudes spectrales complexes. Nous étudions ensuite un modèle de spectre probabiliste de type Bernoulli-Gaussien. L'estimation bayésienne de la moyenne a posteriori par des méthodes d'échantillonnage stochastique permet alors, en mode non supervisé, d'associer un niveau de confiance à chaque paramètre estimé.
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Zagolski, Francis. « Evaluation des concentrations chimiques d'un couvert forestier à l'aide de la haute résolution spectrale ». Toulouse 3, 1994. http://www.theses.fr/1994TOU30082.
Résumé :
Cette these se situe dans le contexte de la modelisation du fonctionnement des ecosystemes terrestres. Il a ete evalue la possibilite d'obtenir certains parametres d'entree des modeles de fonctionnement a partir de l'information dite de teledetection ; i. E. Concentrations en lignine, cellulose et azote d'un couvert forestier (pins maritimes). L'approche retenue a consiste a analyser dans quelle mesure les relations donnees spectrometriques concentrations chimiques obtenues au laboratoire peuvent etre extrapolees au cas de la teledetection. La prise en compte des effets lies a l'influence atmospherique et a la structure du couvert a respectivement conduit au developpement d'un modele de correction atmospherique et d'un modele de reflectance turbide multi-couches. Les resultats obtenus (correlations de 74%, 79% et 74% respectivement pour l'azote, la cellulose et la lignine) mettent en evidence la possibilite d'appliquer une telle extrapolation
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Olivier, Francis. « Méthodes d'analyse spectrale à haute résolution appliquées à l'imagerie acoustique de sources d'ondes planes ». Aix-Marseille 2, 1987. http://www.theses.fr/1987AIX22088.
Résumé :
Localisation et description des signaux issus de chacune des sources. La fenetre d'observation fournie par une antenne pauvre limite generalement le pouvoir de resolution de la transformation de fourrier discrete. On peut contourner cette difficulte grace aux methodes d'analyse spectrale parametriques
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Lafitte-Houssat, Eloïse. « Cristaux dopés ytterbium pour les technologies quantiques et l'analyse spectrale à très haute résolution ». Electronic Thesis or Diss., Université Paris sciences et lettres, 2022. http://www.theses.fr/2022UPSLC003.
Résumé :
Les cristaux dopés aux ions de terres rares sont des matériaux prometteurs pour le traitement de l’information quantique, grâce à la possibilité de réaliser des mémoires quantiques et des analyseurs spectraux large bande à basse température. De plus, il a récemment été démontré que le transfert de cohérence entre les spins électroniques et nucléaires pouvait être effectué avec une fidélité élevée dans ces matériaux, permettant d’envisager le stockage sur de longues échelles de temps. La possibilité d’agir directement sur le profil d’absorption de ces ions rend possible l’analyse de radiofréquences large bande et très haute résolution, ainsi que de nouvelles architectures de traitement du signal. Yb3+ possède des propriétés optiques remarquables dans Y2SiO5, notamment en termes de force d’oscillateur et de largeur inhomogène fine à faible concentration. Ce doctorat s’intéresse tout particulièrement à l’isotope 171Yb3+, qui est le seul ion de terre rare paramagnétique à spin nucléaire I=1/2, permettant d’avoir une structure énergétique relativement simple à exploiter. Grâce à la faible largeur inhomogène (≈1 GHz), les transitions de spin nucléaires sont résolues optiquement, ce qui maximise le pompage optique dans les niveaux de spin, et facilite les étapes de préparation dans les protocoles de traitement de l’information quantique.Le système 171Yb3+:Y2SiO5 est dotée de très bonnes propriétés en termes de temps de vie de cohérence, néanmoins limitée à basse température par des relaxations croisées entre spins voisins. Au lieu d’utiliser un champ magnétique pour réduire ces basculements réciproques, nous avons choisi de rester à champ magnétique nul, pour conserver le point ZEFOZ de notre système où les processus décohérents sont faibles, et nous avons utilisé une approche centrée sur le matériau pour repousser cette limite imposée par les relaxations croisées. Pour ce faire, la croissance de monocristaux a été effectuée au cours du doctorat par la méthode Czochralski, dont les paramètres peuvent être ajustés pour produire différentes propriétés au sein des échantillons produits. La qualité cristalline et l’environnement de l’ion sont optimisés pour augmenter la cohérence optique et de spin du système, ou encore pour améliorer la résolution et la bande passante pour l’analyse de signaux radiofréquences sur porteuse optique. Dans ces travaux de thèse, différents paramètres sont explorés dans le but d’identifier les conditions offrant les meilleures propriétés pour les applications visées : concentration en dopant, atmosphère de croissance, transition interrogée, orientation du cristal, et température du cryostat. Une étude approfondie du matériau a alors pu être menée selon ces conditions expérimentales. Malgré la plus grande sensibilité aux fluctuations électromagnétiques des ions de terres rares paramagnétiques, le temps de cohérence optique à champ nul le plus long, tout ion Kramers inséré dans YSO confondu, a été mesuré dans un cristal dopé à 2 ppm de 171Yb3+:Y2SiO5 élaboré sous atmosphère oxygénée, dépassant la milliseconde. Un moyen permettant de coupler efficacement 171Yb3+ à des plateformes photoniques intégrées a finalement été étudié, dans le but de compenser l’absorption intrinsèque faible des électrons 4f des ions de terres rares. Un monocristal dopé de LiNbO3 a été exploré pour la première fois, démontrant des propriétés prometteuses. Les grandeurs établies ici serviront de référence pour des travaux futurs dans ce matériau, dans lequel les procédés de nano-fabrication de guides d’onde ou de résonateurs optiques sont déjà matures d’un point de vue technologiqueCrystals doped with paramagnetic rare earth ions are promising materials for quantum information processing because they can provide large bandwidth optical memories and spectral analyzers at low temperature. Furthermore, it was recently demonstrated that coherence transfer was possible between optical and spin transitions in these materials, opening the way to long storage time capability. The ability to tailor the absorption profile of these ions also gives way to radio frequency analysis with a broad bandwidth and fast dynamics, and possible new architecture for signal processing. Yb3+ has very remarkable optical properties in Y2SiO5, especially in terms of oscillator strength and narrow inhomogeneous linewidths at low concentrations. This PhD work focuses on the 171Yb3+ isotope, which is the only paramagnetic rare earth ion with a nuclear spin I=1/2, leading to a simple energy level structure. Thanks to the narrow inhomogeneous linewidths (≈1 GHz), the nuclear spin transitions are optically resolved, which leads to efficient optical pumping of spin levels and can facilitate state preparation for quantum processing applications.The system 171Yb3+:Y2SiO5 shows great coherence properties, however limited at low temperature by cross-relaxation between neighboring spins. Instead of using a magnetic field to reduce these spin-flips, we chose to stay at zero magnetic field, to make use of the low-decoherence ZEFOZ point of our system, and used a material-focused approach to solve this cross relaxation limit. To do so, single crystals were grown during the PhD by the Czochralski method, with fully tunable growth conditions. High crystalline quality enhances optical and spin coherences for long storage time quantum memories or high-resolution high-bandwidth analysis of optically carried radio frequency signals. In this work, different parameters were investigated in order to identify the conditions offering the best properties for the desired applications: doping concentration, growth atmosphere, transition, orientation of the crystal, and temperature. A thorough study of the material could then be led as a function of these experimental conditions. Despite the higher sensibility of paramagnetic rare earth ions to magnetic field fluctuations, the longest optical coherence time at zero magnetic field for a paramagnetic ion could be obtained in a 2 ppm doped 171Yb3+:Y2SiO5 crystal grown under oxygen atmosphere, reaching more than a millisecond. A way to efficiently couple 171Yb3+ to integrated photonic devices was finally studied. A doped LiNbO3 single crystal was thus explored for the first time, showing promising properties. The values established here will serve as a reference for future work in this material, in which fabrication of nanoscale optical structures like waveguides or optical resonators is already a mature technology
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François, Patrick. « Nucléosynthèse des métaux légers : observations à haute résolution spectrale et comparaison aux modèles d'évolution galactique ». Observatoire de Paris, 1986. https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-02095285.
Résumé :
Au moyen de spectres stellaires à haute résolution, obtenus aux télescopes CFHT à Hawai et au CAT de l'ESO au Chili, on a étudié comment ont varié au cours du temps, dans notre galaxie, les rapports d'abondance des éléments plus lourds que le bore et en particulier des métaux légers. On a montré que durant le premier milliard d'années ces rapports d'abondance sont restés constants, mais étaient différents des rapports solaires. Les différents objets qui ont pu contribuer à l'enrichissement galactique: supernovæ de type II, de type I et vents stellaires ont été ensuite analysés. On a montré que les rapports obtenus s'expliquent par une prédominance des supernovæ de type II au début de la vie de la galaxie. Ces rapports peuvent être expliqués par le modèle d'évolution chimique de Matteucci et Greggio, mais aussi et de façon plus naturelle par le modèle de R. Cayrel. On souligne l'absence de calculs détaillés des produits de la nucléosynthèse des SN iII sans métaux qui ont eu cependant un rôle fondamental au début de la vie de la galaxie. On montre enfin que ce travail peut être étendu à l'étude des galaxies proches. D'après l'étude d'une première étoile dans un amas globulaire jeune du petit nuage de Magellan, on montre que l'évolution chimique a été beaucoup plus inhomogène dans les nuages de Magellan que dans notre galaxie ; mais à métallicité égale, les rapports d'abondance restent voisins.
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Mahmoud, Ali. « Analyseur de spectre à haute résolution : Apllication à la mesure des oscillateurs ultrastables ». Besançon, 1989. http://www.theses.fr/1989BESA2004.
Résumé :
Une methode de mesure par intercorrelation utilisant l'intercomparaison de trois oscillateurs deux a deux, permet de mesurer les fluctuations de phase ou de frequence des oscillateurs ultrastables. Nous presentons l'etude et la realisation d'un analyseur de spectre par correlation. Cet appareil permet d'analyser la fonction de correlation ou de calculer la densite spectrale de puissance du bruit de phase de l'oscillateur a mesurer
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Badeau, Roland. « Analyse spectrale à haute résolution et décompositions non-négatives appliquées au traitement des signaux de musique ». Habilitation à diriger des recherches, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00945245.
Résumé :
Mes travaux de recherche portent sur le traitement des sons et de la musique, dont ils visent à extraire une représentation révélant leurs structures temporelles et spectrales. Diverses applications musicales ont été abordées, allant de la transcription automatique de musique à la séparation de sources, en passant par le codage audio. Une partie importante de ces recherches a été menée dans le cadre du projet ANR DESAM (Décompositions en Éléments Sonores et Applications Musicales), que j'ai coordonné de novembre 2006 à février 2010. Analyse spectrale à haute résolution. La première partie de mes travaux a été initiée dans le cadre de ma thèse, démarrée en septembre 2001 et soutenue en avril 2005, dont la finalité a été l'application des méthodes d'analyse spectrale à haute résolution au traitement des signaux audio et musicaux. Nous avons d'abord généralisé le modèle de signal sous-jacent et la méthode d'estimation et proposé une nouvelle technique de sélection de l'ordre du modèle. Par ailleurs, le nombre élevé de composantes fréquentielles et la forte dynamique spectrale des signaux audio ont nécessité de mettre en oeuvre des prétraitements adéquats et leur non-stationnarité a exigé de développer des méthodes adaptatives permettant de suivre les variations temporelles de chaque composante, en utilisant des algorithmes de poursuite de sous-espace. Ces outils ont été intégrés à la boîte à outils Matlab du projet DESAM et appliqués à la représentation temps-fréquence à haute résolution de signaux audio, à la séparation des composantes tonales et bruitées et à la synthèse avec effets sonores. A la suite de ma thèse, diverses applications musicales de ces méthodes ont été réalisées dans le cadre de collaborations avec des chercheurs et doctorants de laboratoires français ou étrangers : estimation de hauteur de notes de piano (thèse de Valentin Emiya à Télécom ParisTech), estimation de tempo musical (thèse de Miguel Alonso à Télécom ParisTech), analyse des modes couplés d'une harpe de concert (thèse de Jean-Loïc Le Carrou au LAUM, Le Mans) et codage audio (projet DESAM, collaboration avec le LMA, Marseille). D'autres applications ont également été réalisées, comme l'estimation de canal dans le domaine des communications numériques (collaboration avec l'université de Mondragón en Espagne) ou la factorisation de tenseurs structurés (collaboration avec le LSS, Gif-sur-Yvette). Décompositions non-négatives. La deuxième partie de mes travaux constitue une thématique nouvelle de- puis ma thèse, dont les différents aspects ont notamment été abordés avec les cinq doctorants que j'ai co-encadrés (Valentin Emiya, Nancy Bertin, Romain Hennequin, Benoît Fuentes et Antoine Liutkus). Elle s'intéresse à la décomposition de signaux audio à partir d'une représentation spectrale ou d'une représentation temps-fréquence, dans le but d'en extraire des éléments sonores possédant un sens musical, comme des notes de musique ou des accords. Ces décompositions prennent en compte différents critères : non-négativité de la représentation et des éléments sonores, critères psycho-acoustiques, harmonicité du spectre, régularité de l'enveloppe spectrale, régularité de l'enveloppe temporelle, variations temporelles de l'enveloppe spectrale, variations temporelles de la fréquence fondamentale. Elles s'appuient sur des extensions de la factorisation en matrices non-négatives, exprimées dans le formalisme de l'estimation bayésienne, qui permet de contraindre la décomposition en introduisant des modèles paramétriques appropriés ou des distributions a priori des paramètres. Les décompositions sont calculées à l'aide d'algorithmes multiplicatifs, dont nous avons étudié et amélioré les propriétés de convergence, ou d'algorithmes de type espérance-maximisation. Ces outils ont été appliqués à l'estimation de fréquences fondamentales multiples et à la transcription automatique de la musique. Ils ont également été intégrés à la boîte à outils Matlab du projet DESAM et leur évaluation a conduit au développement de la base de données MAPS (MIDI aligned piano sounds). Ils ont enfin été appliqués à la séparation informée des différentes sources sonores mixées dans un enregistrement stéréophonique.
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Dubos, Sébastien. « Nouveau spectro-imageur CdTe à très haute résolution spatiale et spectrale pour l'astronomie X et gamma ». Sorbonne Paris Cité, 2015. http://www.theses.fr/2015USPCC159.
Résumé :
Le travail de thèse présenté dans le manuscrit s'inscrit dans le cadre de la première phase de développement du projet MC2, un effort de R&D ambitieux visant à mettre sur pied un nouveau type de spectro-imageur en CdTe pour de futures missions d'astronomie X-dur et gamma. L'objectif est de réaliser un plan de détection pixellisé au pas de 300 microns couplé à une électronique frontale hautes performances, pour une densité de pixels multipliée par 4 par rapport au système le plus avancé récemment achevé au laboratoire (instrument Caliste HD). Par ailleurs, grâce à la réalisation conjointe de circuits de lecture adaptés à l'interconnexion de détecteurs pixellisés de faible capacité électrique et de faible courant de fuite, la réponse en spectrométrie de tels systèmes se rapproche des limites intrinsèques du détecteur. Mon travail s'est organisé selon des axes parallèles et complémentaires : évaluation des systèmes actuels, retour d'expérience et mise en évidence des problématiques associées à la réalisation de spectro-imageurs de pas encore plus réduits, mise en oeuvre et caractérisation complète d'une électronique frontale 2D spécifiquement développée pour cette application, puis modélisation et étude du capteur associé afin d'optimiser le design de ce dernier. Enfin, un tout premier prototype d'hybride complet a été réalisé et les premiers tests expérimentaux menésThe thesis work presented in the manuscript corresponds to the first development phase of the MC2 project, an ambitious R & D effort to realize a new type of CdTe-based imaging spectrometer for future hard X- and gamma-rays astronomy missions. The objective is to achieve a 300 micron-pitch pixelated detector plane hybrided with a very low noise front-end electronics for a total pixel density multiplied by 4 compared to the most advanced system recently available in the laboratory (Caliste HD module). Moreover, thanks to the joint development of reading circuits adapted to the interconnection of pixelated detectors with low capacitance and low leakage current, spectroscopic performances of such system are assumed to approach inherent limitations of the CdTe detector, specifically for the lowest energies. My work was organized in parallel and complementary areas: evaluation of current systems, feedback and identification of issues associated with the development of highly-resolved detection planes, implementation and complete characterization of a new two-dimensional ASIC specifically developed for this application, and modelling and study of the associated sensor to optimize the design of the detector pattern. Finally, a first hybrid prototype was completed and first experimental tests thereby conducted
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Lumeau, Bernard. « Traitement spatial et analyse spectrale applications neurophysiologiques / ». Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37607489r.
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Chambord, Sylvain. « Haute résolution spectrale dans l'ultra-violet lointain : simulation et évaluation expérimentale d'un spectrographe protoype pour l'instrument spatial "FUSE" ». Aix-Marseille 3, 1995. http://www.theses.fr/1995AIX30033.
Résumé :
Le travail de these presente ici est une etude numerique et pratique de la faisabilite des solutions optiques qui permettront au satellite fuse (far ultra-violet spectroscopic explorer) de la nasa d'accomplir sa mission de spectroscopie a haute resolution dans l'ultraviolet lointain (900-1200 a). Ces solutions font appel a des reseaux de diffraction concaves a tres haute densite de traits, dont les aberrations sont corrigees par holographie. Une simulation numerique detaillee de l'image du spectrographe est presentee ; elle est ensuite utilisee pour contribuer a la definition des reseaux. On expose egalement l'evaluation experimentale des performances de deux reseaux prototypes, de technologies differentes. La methodologie des mesures, ainsi que la mise en place d'un spectrographe de test sous vide ayant permis d'observer la resolution spectrale de 30 000 exigee, sont detaillees. L'analyse des resultats obtenus permet de valider la simulation instrumentale, de conclure a la faisabilite du concept, et de donner un premier apercu des performances du satellite fuse
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Gaudfrin, Florian. « Lidar supercontinuum pour la caractérisation spectrale des milieux diffusants à haute résolution spatiale : Étude numérique et développement instrumental ». Thesis, Toulouse, ISAE, 2020. http://www.theses.fr/2020ESAE0007.
Résumé :
Les méthodes de diagnostic par méthode lidar donnent des informations sur les paramètres optiques du milieu (coefficients de diffusion et d’absorption). Ces grandeurs dépendent des propriétés de la lumière (longueur d’onde, polarisation) et sont ensuite utilisées pour remonter aux propriétés microscopiques du milieu comme la distribution en taille, la morphologie, l’indice optique ou la concentration en particules. Cependant, les techniques lidar actuelles présentent des limitations. Les sources laser utilisées sont limitées à quelques longueurs d’onde visible ou proche infrarouge et l’identification des propriétés microphysiques nécessite une connaissance a priori du milieu diffusant. Des hypothèses sont formulées pour contraindre les méthodes d’inversion et remonter aux informations d’intérêt sur des aérosols naturels et anthropiques (particules carbonées, poussières désertiques, cendres volcaniques, etc.). En outre, les lidars actuels considèrent des portées kilométriques alors que de nouveaux besoins existent à courte distance : réalisation de mesures in situ en sortie de tuyères, contrôle local de panaches industriels à haute résolution spatiale… Les sources laser supercontinuum s’étendent du visible à l’infrarouge et offrent de nouvelles possibilités de mesures des propriétés optiques des aérosols sur un large domaine spectral continu. Leur utilisation dans les systèmes lidars est envisagée pour identifier les propriétés optiques du milieu sur toute une gamme continue de longueurs d’onde. L’un des objectifs majeurs de cette thèse est de démontrer la viabilité des lidars supercontinuum pour la caractérisation spectrale de cibles surfaciques et volumiques à haute résolution spatiale. Le premier axe concerne l’étude numérique du système avec le développement du simulateur PERFALIS. Le second axe se concentre sur la conception instrumentale d’un lidar appelé COLIBRIS. Il a permis de réaliser des mesures lidar à courte portée et à haute résolution spatiale (submétrique). Une première version a été proposée en analyse monochromatique et une seconde avec une analyse hyperspectrale de la lumière rétrodiffusée. Enfin, une nouvelle méthode d’inversion lidar nommée ST-LIM a été développée pour identifier les propriétés optiques d’un panache sans hypothèse a priori sur le rapport lidar (paramètre optique caractérisant le milieu sondé). La comparaison de mesures expérimentales avec les résultats de simulations valide le simulateur lidar dans ses deux modes de fonctionnement (monochromatique et hyperspectral). Les résultats montrent qu’il est important de considérer la forme réelle des impulsions laser lors de l’interaction lumière-matière dans le cas de sondages de panaches de faible épaisseur à haute résolution spatiale. À l’avenir, le simulateur lidar pourra être utilisé pour dimensionner de nouveaux instruments lidar supercontinuum ou monochromatiques et d’étudier leurs performances pour des versions embarquablesLidar diagnostic methods provide information on the optical parameters of the medium (scattering and absorption coefficients). These quantities depend on the properties of light (wavelength, polarization) and are then used to retrieve the microscopic properties of the medium such as size distribution, morphology, optical index or particle concentration. However, current lidar techniques have limitations. The laser sources used are limited to a few visible or near infrared wavelengths and the identification of the microphysical properties requires a priori knowledge of the scattering medium. Hypotheses are formulated to constrain the inversion methods and to provide information of interest on natural and anthropogenic aerosols (carbonaceous particles, desert dust, volcanic ash, etc.). In addition, current lidars consider kilometric ranges, whereas there are applications for those at short distances: in situ measurements at nozzle outlets, local control of industrial plumes with high spatial resolution, etc. Supercontinuum laser sources extend from the visible to the infrared and offer new possibilities for measuring the optical properties of aerosols over a wide continuous spectral range. Their use in lidar systems is considered to identify the optical properties of the medium over a wide and continuous range of wavelengths. A major objective of this thesis is to demonstrate the viability of supercontinuum lidars for the spectral characterization of surface and volume targets at high spatial resolution. The first axis concerns the numerical study of the system with the development of the PERFALIS simulator. The second axis focuses on the instrumental design of a lidar called COLIBRIS, allowing short-range lidar measurements with high spatial resolution (submetric). A first version was proposed in monochromatic analysis and a second one with a hyperspectral analysis of backscattered light. Finally, a new lidar inversion method named ST-LIM has been developed to identify the optical properties of a plume without any a priori hypothesis on the lidar ratio (optical parameter characterizing the surveyed medium). The comparison of experimental measurements with simulation results validates the lidar simulator in its two operating modes (monochromatic and hyperspectral). The results show the importance of considering the actual shape of the laser pulses during the light-matter interaction in the case of thin plume soundings with high spatial resolution. In the future, the lidar simulator may be used to design new supercontinuum or monochromatic lidar instruments and to study their performance for on-board versions
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Montandon, Véronique. « Un modèle neuronal pour la simulation opérationnelle des radiances observées par l'interféromètre spatial à haute résolution spectrale IASI ». Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066442.
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Crevoisier, Cyril. « Etude de la distribution du CO2 atmosphérique à partir des observations infrarouges à haute résolution spectrale de l'instrument AQUA/AIRS ». Paris 7, 2004. http://www.theses.fr/2004PA077041.
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Adnet, Claude. « Unification des méthodes d'analyse spectrale (Fourier et haute résolution) en vue de la réalisation d'un système expert d'aide à l'analyse ». Grenoble INPG, 1990. http://www.theses.fr/1990INPG0110.
Résumé :
Cette these presente une unification des techniques d'analyse spectrale de signaux monodimensionnels stationnaires. Cette unification issue de l'analyse par banc de filtres associe a chaque algorithme un filtre dont le calcul des coefficients est obtenu par minimisation d'une forme quadratique sous contrainte. De ce fait on peut definir deux classes de methodes associees a deux types de filtres de comportement different, ainsi qu'une methodologie modulaire regroupant les etapes communes a differentes methodes. La premiere partie de cette these presente, sous ce point de vue, les methodes classiques d'analyse spectrale basees sur la transformee de fourier et des methodes a haute resolution. Puis nous exploitons des simulations dont l'objectif est de degager les comportements de methodes hors de leur domaine d'hypotheses. La deuxieme partie de cette these est consacree a l'etude d'un systeme expert d'aide a la caracterisation frequentielle d'un signal. Dans un premier temps nous soulignons l'interet que l'on peut tirer de connaissances a priori ou deduites sur le signal, puis nous presentons la strategie (statique et dynamique) retenue pour realiser un tel systeme
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Poulalion, Guy. « Détection et estimation conjointes en analyse spectrale haute résolution : application à l'analyse de signaux issus de mesures de surface équivalente radar ». Bordeaux 1, 1997. http://www.theses.fr/1997BOR10647.
Résumé :
Le probleme traite dans ce memoire est lie a l'imagerie radar et concerne plus particulierement l'analyse de la surface equivalente radar (ser) d'objets dont le comportement n'est pas stationnaire. L'objectif est de detecter et de localiser les zones reflechissantes de la cible. Sous l'hypothese que la cible verifie un modele connu sous le nom de modele de points brillants, les positions des zones reflechissantes se deduisent des pulsations d'une somme d'exponentielles complexes. Nous nous sommes attaches a resoudre ce probleme en utilisant les methodes d'analyse spectrale a haute resolution (hr) basees sur la decomposition de l'espace des donnees en deux sous-espaces, l'espace de signal et l'espace de bruit. Le schema classique de ces methodes se decompose en deux phases sequentielles de detection (estimation du nombre de composantes) et d'estimation (estimation des pulsations). Ce schema est sous-optimal dans le sens ou il lie la qualite de l'estimation a celle de la detection. Or cette derniere se revele problematique dans le cadre de l'analyse de signaux issus de mesures. Pour remedier a cette sous-optimalite, nous introduisons, pour l'etude de signaux unidimensionnels et stationnaires, un nouveau schema de detection et d'estimation conjointes. Il repose sur l'obtention d'un ensemble de pulsations contenant les pulsations exactes du signal. Deux methodes, basees sur une approche du maximum de vraisemblance sont proposees pour extraire les composantes utiles de cet ensemble. Nous etendons ensuite ce schema pour l'analyse de signaux bidimensionnels et pour l'analyse de signaux non-stationnaires. Le schema classique et le schema propose sont compares dans le cadre de l'analyse de signaux issus de mesures de ser. Une application originale concernant la reconstruction d'une image tomographique hr est notamment developpee.
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Vibert-Charbonnel, Pascal. « Méthodes de traitement des mesures magnétiques en forage pour la datation haute-résolution des séries sédimentaires ». Grenoble INPG, 1996. http://www.theses.fr/1996INPG0183.
Résumé :
Cette etude traite du probleme geophysique de la datation des series sedimentaires, la magnetostratigraphie. L'objectif de la magnetostratigraphie est de detecter en continu dans les roches sedimentaires la sequence de polarite du champ geomagnetique. L'intensite et la polarite de celui-ci sont memorises par l'aimantation remanente des roches acquise durant le processus de sedimentation. Le procede magnetique developpe par le cea/leti, le ghmt permet d'obtenir la sequence des inversions magnetiques en continu dans un puits de forage a partir de mesures magnetiques. Ce procede indirect consiste en une mesure de l'induction magnetique et une mesure de la susceptibilite magnetique. La methode existante basee sur le calcul de la pente de la droite de regression entre l'induction magnetique et l'effet du a l'aimantation induite se heurte a deux difficultes majeures. D'une part la distance entre deux inversions successives n'est ni connue ni constante. Une analyse multi echelle en fonction de la fenetre de calcul est decrite. D'autre part la sequence d'inversions est une sequence binaire et la vitesse de sedimentation est variable. Des points de repere profondeur temps ou informations a priori d'origine externe permettent de restreindre la largeur de la fenetre de detection. Cette analyse multi echelle avec fusion de connaissances a priori illustree sur des exemples concrets permet d'ameliorer la fiabilite de la methode. Pour ameliorer la resolution temporelle l'analyse spectrale de la susceptibilite magnetique en tant que marqueur climatique est proposee. La susceptibilite magnetique est modulee par les parametres orbitaux et presentent les memes cycles. Ces cycles sont identifies et suivis par analyse spectrale glissante de la serie spatiale de susceptibilite magnetique, ce qui permet d'affiner le taux de sedimentation et de reconstruire une serie temporelle calibree astronomiquement de haute resolution temporelle. Cette methode permet d'ameliorer la resolution d'une datation entre deux points dates, et elle permet aussi sous certaines hypotheses d'extrapoler une datation a partir d'un seul point date. Ces resultats depassent le point de vue traitement du signal de cette etude et souligne le role majeur des diagraphies magnetiques dans les etudes geophysiques
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Eremenko, Maxim. « Inversion des spectres infrarouges à haute résolution spectrale enregistrés en absorption à partir de ballons stratosphériques : ajustement global de grands domaines spectraux : inversion multi-paramètres (espèces moléculaires) ». Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066109.
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Servadio, Zarah. « Apports de l'imagerie à haute résolution spectrale et spatiale dans les bilans de volume et bilans radiatifs au Piton de La Fournaise ». Phd thesis, Université de la Réunion, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00858749.
Résumé :
La télédétection ouvre des perspectives nouvelles pour l'étude et la surveillance des volcans. Dans le cadre de cette thèse, différentes approches ont été abordées. L'imagerie satellite optique et thermique permet d'avoir une vue synoptique sur une large surface. La compréhension des changements d'état de surface est particulièrement importante dans le suivi de l'activité des volcans actifs. Plusieurs questions se posent : * Quels avantages offrent les satellites optiques d'observation de la Terre pour les calculs des volumes de lave émis ? * Quelles sont leurs limites ? * Les calculs de débits réalisés par télédétection sont-ils fiables ? * Quel est l'intérêt d'une approche multi-outils et multi-source ? Ces questions ont été abordées en prenant le Piton de la Fournaise pour cible. Plusieurs méthodes ont été mises en oeuvre et testées : 1) L'extraction automatique des contours de coulées de lave, 2) la création de modèle numérique d'élévation (MNE) par imagerie satellite, 3) le calcul de débits à partir d'images thermiques, 4) le suivi post éruptif d'une coulée par la modélisation de son refroidissement et la mesure des déformations observées in-situ. La plus-value de ce travail est la capacité de valider les résultats des modèles issus de la télédétection par des mesures in situ du fait de la proximité des sites étudiés. L'utilisation de ces techniques a permis d'obtenir des débits moyens d'écoulement des laves pour plusieurs éruptions et de suivre l'évolution topographique du volcan et de ses grandes structures. Les mesures thermiques par satellite fournissent le moyen de contraindre les variations du débit des éruptions dans le temps, tandis que les MNE ont permis d'obtenir un volume total dans le cas de coulées présentant de fortes épaisseurs. Grâce à ces techniques, il a été possible de définir deux types d'éruptions avec des évolutions semblables à celles observées sur différents volcans comme l'Etna (Italie) ou le Krafla (Islande). Les problèmes de nébulosité étant récurrent sur notre zone d'étude, la complémentarité des techniques est particulièrement intéressante pour obtenir une information fiable. Toutes les techniques utilisées dans cette thèse sont applicables à d'autres volcans ou à d'autres thématiques.
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Servadio, Zarah. « Apports de l’imagerie à haute résolution spectrale et spatiale dans les bilans de volume et bilans radiatifs au Piton de La Fournaise ». Thesis, La Réunion, 2011. http://www.theses.fr/2011LARE0020/document.
Résumé :
La télédétection ouvre des perspectives nouvelles pour l’étude et la surveillance des volcans. Dans le cadre de cette thèse, différentes approches ont été abordées. L’imagerie satellite optique et thermique permet d’avoir une vue synoptique sur une large surface. La compréhension des changements d’état de surface est particulièrement importante dans le suivi de l’activité des volcans actifs. Plusieurs questions se posent : • Quels avantages offrent les satellites optiques d’observation de la Terre pour les calculs des volumes de lave émis ? • Quelles sont leurs limites ? • Les calculs de débits réalisés par télédétection sont-ils fiables ? • Quel est l’intérêt d’une approche multi-outils et multi-source ? Ces questions ont été abordées en prenant le Piton de la Fournaise pour cible. Plusieurs méthodes ont été mises en oeuvre et testées : 1) L’extraction automatique des contours de coulées de lave, 2) la création de modèle numérique d’élévation (MNE) par imagerie satellite, 3) le calcul de débits à partir d’images thermiques, 4) le suivi post éruptif d’une coulée par la modélisation de son refroidissement et la mesure des déformations observées in-situ. La plus-value de ce travail est la capacité de valider les résultats des modèles issus de la télédétection par des mesures in situ du fait de la proximité des sites étudiés. L’utilisation de ces techniques a permis d’obtenir des débits moyens d’écoulement des laves pour plusieurs éruptions et de suivre l’évolution topographique du volcan et de ses grandes structures. Les mesures thermiques par satellite fournissent le moyen de contraindre les variations du débit des éruptions dans le temps, tandis que les MNE ont permis d’obtenir un volume total dans le cas de coulées présentant de fortes épaisseurs. Grâce à ces techniques, il a été possible de définir deux types d’éruptions avec des évolutions semblables à celles observées sur différents volcans comme l’Etna (Italie) ou le Krafla (Islande). Les problèmes de nébulosité étant récurrent sur notre zone d’étude, la complémentarité des techniques est particulièrement intéressante pour obtenir une information fiable. Toutes les techniques utilisées dans cette thèse sont applicables à d’autres volcans ou à d’autres thématiquesRemote sensing opens new perspectives for the study and monotoring of volcanoes. In this thesis, different approaches were discussed. optical and thermal satellite imagery provides a synoptic view over a wide area. The understanding of surface state changes is particulary important in the monotoring of the activity of active volcanoes. Several, questions arise: • What advantages offer optical observation satellites of the Earth for calculations of lava volumes issues? • What are their limits? • Calculations of flow by remote sensing are reliable? • What is the interest of a multi-tool and multi-source approach? These issues were addressed by taking the Piton de la Fournaise to target. Several methods have been implemented and tested: 1) automatic extraction of the contours of flows of lava, 2) the cretion of numerical model of elevation (DEM) imaging satellite, 3) the calculation of flows from thermal images, 4) follow-up post eruptive flow modelling of cooling and the observed deformations in-situ measurement. The added value of this work is the ability to validate the results of remote sensing measurements from models because of the proximity of the sites studied in situ. The use of these techniques to obtain the average flow rates of lavas to several eruptions and follow topographic evolution of the volcano and its large structures. Satellite thermal measurements provide the means of forcing changes in the flow of eruptions over time, while Dems helped to obtain a total volume in the case of flows with high thicknesses. With these techniques, it was possible to define two types of erutions with changes similar to those observed on different volcanoes
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CIUCIU, Philippe. « MÉTHODES MARKOVIENNES EN ESTIMATION SPECTRALE NON PARAMETRIQUES. APPLICATION EN IMAGERIE RADAR DOPPLER ». Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003664.
Résumé :
Nous étudions Le problème de l'estimation spectrale dans la situation défavorable où très peu de données sont disponibles, et nous l'abordons sous l'angle de la synthèse de Fourier. Dans ce cadre, l'estimation spectrale s'identifie à un problème inverse linéaire sous-déterminé. Il convient de le régulariser sur la base d'informations a priori portant sur la forme du spectre, en définissant un critère composé d'une fonction de pénalisation et d'un terme d'attache aux données. Le minimiseur global de ce critère définit le spectre solution. Cette fonction de pénalisation est associée spécifiquement à chaque forme spectrale; sont étudiés les spectres impulsionnels, réguliers, et mélangés, où un fond continu se superpose à un spectre de raies. L'accent est mis sur la construction de fonctions de pénalisation convexes d'une part, car elles garantissent le caractère bien posé du problème régularisé et facilitent le calcul de la solution, et circulaires d'autre part, ie qui ne dépendent que des modules des coefficients de Fourier recherchés. De plus, nous retenons une fonction séparable pour estimer des raies, un terme markovien pour le cas régulier et une énergie composite pour le cas mélangé. Le choix d'une pénalisation convexe nous amène pour les cas régulier et mélangé, à considérer une fonction non différentiable en zéro. Le recours à une stratégie de Non Différentiabilité Graduelle permet d'obtenir une solution à faible coût calculatoire. Sur le plan algorithmique, la méthode IRLS s'avère la plus efficace mais ne s'applique qu'à l'estimation de raies. Nous proposons donc des généralisations aux autres cas reposant sur l'interprétation semi-quadratique augmentée de la pénalisation. La méthode de relaxation par blocs résultante est convergente et compétitive avec un algorithme de gradient pseudo-conjugué. Enfin, l'intérêt et l'efficacité des méthodes développées sont illustrés sur signaux synthétiques et réels dans le cadre de l'imagerie radar Doppler.
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Sow, Papa lat tabara. « Développement d'un spectromètre laser à cascade quantique pour des applications en spectroscopie de haute résolution et en métrologie des fréquences ». Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2015. http://www.theses.fr/2015USPCD011/document.
Résumé :
Ce travail de thèse porte sur le développement d'un spectromètre laser à cascade quantique (QCL) dans le moyen infrarouge pour des applications en spectroscopie et en métrologie des fréquences. Les principaux objectifs ont été tout d'abord de lever la forte contrainte que constitue le faible domaine spectral accessible au laser à CO2 mais également d'accroître la faible puissance laser disponible pour nos expériences de spectroscopie. Ce nouvel instrument intéresse directement les expériences développées au sein du groupe Métrologie Molécules et Tests Fondamentaux : la mise en évidence de non conservation de la parité dans les molécules chirales et la détermination de la constante de Boltzmann par spectroscopie laser. Au cours de ce travail de thèse, nous avons caractérisé le bruit d'intensité, le bruit de fréquence ainsi que la largeur de raie de la source QCL libre. Les résultats obtenus comparés à la littérature montrent une grande qualité spectrale de cette source laser. L'asservissement en phase de la source QCL sur un laser à CO2 ultra-stable a permis de démontrer le transfert des propriétés spectrales du laser à CO2 à la source QCL. Le spectromètre a ensuite été utilisé pour des expériences de spectroscopie en absorption linéaire des molécules NH3 et de la molécule de Méthyltrioxorhénium, molécules d'intérêt pour les projets de mesure de la constante de Boltzmann et de recherche d'un et de la non-conservation de la parité. Le potentiel de ce spectromètre a également été démontré dans des expériences de spectroscopie à très haute résolution, en absorption saturéeThis thesis is devoted to the developpement of a laser spectrometer quantum cascade to frequency metrology and high-resolution spectroscopy. The objective of this work is to developp a new tool for projects in our group : Measuring the Boltzman constant and test of non conservation of parity. Thus the new source was characterized by measuring its spectral density noise, amplitude noise and its emission line width. The phase locking of the QCL on the CO2 laser has achived spectroscopy NH and MTO, molecules of interest for the projects of the group mentioned aboive respectively
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Ouamri, Abdelaziz. « Étude des performances des méthodes d'identification à haute résolution et application à l'identification des échos par une antenne linéaire multicapteurs ». Paris 11, 1986. http://www.theses.fr/1986PA112172.
Résumé :
Cette thèse concerne l'étude des performances des méthodes d'identification à haute résolution des sources corrélées ou non à l'aide d'une antenne linéaire multicapteurs. Pour localiser des sources totalement corrélées, il est indispensable d'utiliser un moyennage spatial pour calculer la matrice de covariance. Etant donné le nombre fini d'échantillons, la matrice de covariance estimée est connue avec une erreur statistique liée à la durée totale de la mesure, d'où l'intérêt d'étudier la perturbation des éléments propres de cette matrice. L'étude des valeurs propres nous a conduits à introduire un critère permettant la détermination du nombre de sources. Quant à l'étude des vecteurs propres perturbés, elle nous a permis de faire un lien entre ces perturbations et les imprécisions correspondantes sur la localisation des sources obtenue avec les méthodes de Tufts-Kumaresan et du goniomètre. D'autre part, une nouvelle approche a été introduite pour calculer la variance minimale (borne de Cramer-Rao). Pour étudier l'optimalité, les variances théoriques obtenues pour chaque méthode sont comparées à cette variance minimale. Sans moyennage spatial (sources indépendantes) on montre que la méthode du goniomètre [quas]i-optimale alors que celle de Tufts-Kumaresan présente une forte dégradation. On p[…] également une méthode de maximum de vraisemblance approchée qui est […] pour des sources corrélées ou non. Avec […] spatial, dans le cas de deux sources même totalement corrélées, on montre que c’est la méthode de Tufts-Kumaresan qui est quasi-optimale. D'autre part, nous avons établi une méthode originale de calcul de la matrice de covariance sous forme Toeplitz qui n'introduit pas de biais sur la localisation des sources. Toutes ces méthodes d'identification sont testées avec des données expérimentales obtenues dans une chambre anéchoïde (simulations de trajets multiples)This thesis deals with performances of high resolution identification methods applied to correlated or non-correlated sources, using a linear array antenna. We show that in the case of totally correlated sources (multiple paths) the covariance matrix must be computed using a "sliding average" (spatial averaging). The finite size of the sample induces a statistical error on the estimation of the covariance matrix. We henceforth have to study the perturbations of the eigenvectors and eigenvalues of this matrix. The study of eigenvalues led us to introduce a criterium allowing the determination of the number of sources. The study of eigenvectors enabled us to find a relationship between these perturbations and the corresponding ones on the sources. We could thus compare to optimality the methods of both Tufts-Kumaresan, and the goniometer. The optimal case was established thanks to a new approach. We thus obtained general formulas giving the minimum variance (Cramer-Rao bounds). We compared to this optimal quantity the variance obtained by each method. Without sliding average, we show that the goniometer method is quasi¬ optimal, while the Tufts-Kumaresan method give poorer results. We also introduce a new quasi maximum likelihood method which is quasi-optimal either with correlated or non-correlated sources. If sliding average is used, the Tufts-Kumaresan method is near optimal even in the case of totally correlated sources. As an original result, we established a method for estimating the covariance matrix in a Toeplitz form without bringing any bias on the estimation of the sources. All these identification methods were tested on experimental data in an anechoïd chamber (multiple paths simulation)
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Badeau, Roland. « Méthodes à haute résolution pour l'estimation et le suivi de sinusoïdes modulées : Application aux signaux de musique ». Phd thesis, Télécom ParisTech, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009321.
Résumé :
Dans le cadre du traitement de la parole et des signaux de musique, la partie tonale d'une grande variété de sons est souvent représentée comme une somme de sinusoïdes à paramètres lentement variables. La transformée de Fourier reste un outil privilégié pour estimer les paramètres de ce modèle. Cela est dû à sa robustesse et à l'existence d'algorithmes rapides. En revanche, elle présente une résolution fréquentielle limitée. Les méthodes d'analyse spectrale à Haute Résolution (HR) s'affranchissent de cette limite en exploitant la structure particulière du modèle de signal. Elles restent cependant peu utilisées dans le cadre du traitement du signal audio, notamment en raison de leur coût de calcul élevé. La réduction de cette complexité est l'une des principales contributions de cette thèse. Afin de suivre les variations temporelles des paramètres, des algorithmes rapides de poursuite de sous-espaces (baptisés FAPI, YAST et SWASVD), ainsi qu'une version adaptative de la méthode ESPRIT sont développés. Leur application à des signaux audio n'est pas immédiate, en raison du nombre de composantes sinusoïdales inconnu a priori, et de difficultés inhérentes à la nature et à la variété de ces signaux. Des prétraitements spécifiques sont mis au point afin d'assurer la robustesse de l'analyse HR, et une méthode originale de sélection de l'ordre de modélisation est proposée. Enfin, une partie du document est consacrée à l'estimation de mélanges d'exponentielles complexes modulées par des polynômes, qui résultent de la présence de pôles multiples. Cette étude débouche sur le développement d'une version généralisée de la méthode ESPRIT et sur l'analyse statistique de ses performances.
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Fourty, Thierry. « Estimation du contenu biochimique d'un couvert végétal à partir de données haute résolution spectrale acquises au niveau satellitaire : [thèse soutenue sur un ensemble de travaux] ». Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30213.
Résumé :
Comprendre les cycles bio-geo-chimiques des ecosystemes terrestres, et au dela les effets des changements globaux, necessite la connaissance des teneurs des composes biochimiques foliaires (proteines, lignine, cellulose, etc). Puisque ces composes participent a l'elaboration de la signature spectrale, l'objectif de cette these etait de cerner les potentialites de la teledetection satellitaire infrarouge haute resolution spectrale pour estimer le contenu biochimique des couverts vegetaux. Pour cela, nous avons developpe et valide des modeles analytiques ou semi-analytiques valables bases sur l'analyse de la relation entre la composition biochimique et les proprietes spectrales de feuilles de nombreuse espece vegetales. Nous avons travaille successivement a deux echelles, celui de la feuille et celui du couvert satellite (couvert vegetal et effets atmospheriques). Au niveau de la feuille, deux approches ont ete envisagees, une approche analytique (inversion du modele prospect) et une approche empirique (regression multiple). Les resultats sont comparables et montrent que seules les estimations des teneurs en eau et matiere seche sont fiables et robustes. Au niveau satellitaire, grace a des donnees radiometriques simulees a partir de modeles de transfert radiatif de sol, de feuille, de couvert et d'atmosphere et transformees pour correspondre aux caracteristiques du futur capteur prism, nous avons developpe un algorithme empirique d'extraction du contenu biochimique (eau et matiere seche) combinant modeles lineaires et neuronaux. Les resultats montrent qu'une dizaine de bandes spectrales suffisent pour fournir de bonnes estimations du contenu en eau et matiere seche (g. Par surface de couvert). Cependant, la precision des estimations reste tres sensible a la resolution radiometrique du capteur, contrairement a la resolution spectrale. L'utilisation de la haute resolution spectrale infrarouge au niveau satellitaire nous apparait limitee a l'estimation de la teneur en eau et en matiere seche integree sur l'ensemble du couvert
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Ros, Jean-Marc. « Contribution au développement des méthodes d'analyse spectrale haute résolution et temps-fréquence pour l'analyse de signaux de mesures de surface équivalente radar, SER, non stationnaires ». Bordeaux 1, 1994. http://www.theses.fr/1994BOR10535.
Résumé :
La proportion d'energie electromagnetique que recoit un radar d'une cible eclairee depend d'une grandeur caracterisant le degre de reflectivite globale de la cible appelee surface equivalente radar (ser). La mise en uvre des methodes d'analyse du signal (techniques d'imagerie radar) permet alors d'identifier les principales zones reflechissantes de l'objet etudie en supposant que la signature radar de la cible verifie un modele: le modele de points brillants. Neanmoins, dans le cas d'une caracterisation large bande, ces techniques ne sont plus adaptees. Ce memoire presente une methodologie d'analyse de signaux de ser non stationnaires. Elle est basee sur la combinaison de deux approches d'analyse spectrale: l'approche temps-frequence et l'approche haute resolution. Ces nouvelles methodes sont bien etablies en analyse spectrale mais leur emploi conjoint afin de mieux analyser les signaux de ser est une nouveaute. Les outils temps-frequence utilises (transformees de fourier a court terme, de wigner ville et en ondelettes) permettent de detecter les zones de stationnarite du signal. Les methodes haute resolution choisies (prony, music) ameliorent la discrimination spatiale des points brillants. La transposition de ces methodes pour analyser des signaux frequentiels a incidence fixe est aisee. En revanche, elles ne sont pas adaptees a des signaux regulierement echantillonnes en angle. L'approximation petits angles habituellement realisee est souvent insuffisante. On montre alors qu'il est necessaire de focaliser les donnees afin d'obtenir une localisation peu biaisee des points brillants. Cette operation semble toutefois colorer le bruit de mesure. On illustre enfin l'amelioration apportee par cette nouvelle methodologie d'analyse sur des signaux de mesures issus de chambre anechoique
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Despinoy, Marc. « Potentiel de la télédétection haute résolution spatiale et spectrale en milieu intertropical : une approche transdisciplinaire à partir d'expériences aéroportées à la Réunion et en Guyane française ». La Réunion, 2000. http://elgebar.univ-reunion.fr/login?url=http://thesesenligne.univ.run/00_14_despinoy.pdf.
Résumé :
La possibilité de cartographier des objets géographiques de certains milieux tropicaux comme les peuplements forestiers, les coulées de lave ou les variétés de coraux, représente un enjeu significatif pour la gestion des ressources environnementales. Encore faut-il disposer d'une technologie adaptée à cet environnement dont l'hétérogénéité physique et humaine le qualifie de "flou". L'évolution de la technologie des capteurs introduit à la fois un antagonisme et une complémentarité dans la télédétection moderne. Sa vision synoptique est maintenant couplée et opposée à la finesse spatiale et spectrale des capteurs hyper spectraux à résolution spatiale métrique. Le système d'acquisition de données numériques spatialisées CASI a été embarqué à bord d'avion et hélicoptère afin d'enregistrer des informations en mode spatial et spectral sur l'île de la Réunion et la Guyane française. La base de données obtenue a été utilisée pour l'évaluation de ce capteur sur trois milieux différents : les sols nus, la végétation et l'eau. Afin de démontrer l'apport de la télédétection hyper spectrale métrique, le CASI a été comparé à d'autres capteurs connus au travers d'une étude transversale à trois thématiques : les sols nus laviques, la forêt tropicale humide et le côtier récifal. Les résultats obtenus montrent plusieurs originalités d'une part en raison de l'apport d'informations spatialisées qui sont rares sur les sites étudiés et d'autre part en raison de la pertinence dans la différenciation des objets qui est impossible à réaliser avec les systèmes d'acquisition de données satellitaires usuels comme SPOT et LANDSAT. Ces nouvelles informations spatialisées autorisent, par exemple, la distinction des espèces coralliennes et algales ou encore la classification de coulées de lave par leur âge. Par ailleurs, l'ensemble de ces résultats nous a amenés à cerner les limites de cet outil et à définir une structure d'analyse. Cette dernière aide ainsi à l'intégration des données spatialisées de ce type dans le processus d'aide à la décision d'un aménagement de territoire.
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Bouvet, Michel. « Études de certains problèmes de détection et normalisation adaptatives : application à l'acoustique sous-marine ». Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112173.
Résumé :
Détection et estimation de raies spectrales ne peuvent plus se faire par les méthodes fondées sur la transformation de Fourier quand leur séparation devient trop faible. Les méthodes spectrales paramétriques peuvent permettre de repousser les limites de résolution ; encore faut-il que le modèle paramétrique utilisé décrive correctement l'observation. Dans le cas où un modèle AR est utilisable, les méthodes de type prédiction linéaire donnent une solution simple optimale. Nous nous intéressons ici au modèle sinusoïde plus bruit, qui s'applique typiquement à des signaux à grand temps de cohérence. Cet article regroupe dans une présentation synthétique les principales méthodes existantes. La comparaison porte sur le principe, les performances et les modalités de calcul. Elle s'appuie sur les résultats théoriques originaux et des simulationsDetection and estimation of spectral lines appear to be no longer feasible by using Fourier transform based methods when their separation becomes too poor. Parametric spectral methods can be used to increase the resolution at the condition that the a priori parametric model fits the observation. When an AR model can be used, the linear prediction methods give an optimal and simple solution. We emphasize here the sinusoïd plus noise model, that typically fits signals with great coherence time. In a synthetic presentation, this gathers the principal existing methods. Comparisons are made on principles, performances and implementations. The discussion is based either on original theoretical results or simulations
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Kanani, Keyvan. « Utilisation de la très haute résolution spectrale pour la mesure en environnement extérieur de l'émissivité de surface dans la bande infrarouge 3-13 Mum : Méthodes et validation expérimentale ». Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2005. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2005/KANANI_Keyvan_2005.pdf.
Résumé :
La thèse se consacre à la détermination de l'émissivité de surfaces situées en extérieur à partir de mesures spectroradiométriques au niveau du sol. Le domaine spectral d'étude s'étend de 750 à 3500 cm-1 (3 à 13 µm) et la résolution spectrale est de l'ordre du cm-1, inscrivant ainsi ce travail dans le giron de la radiométrie à très haute résolution spectrale (ou hyperspectrale) infrarouge. L'émissivité est une propriété thermo-optique caractérisant la capacité d'un corps à émettre un rayonnement propre. L'intérêt qu'on lui porte est étroitement lié à celui porté à la mesure par télédétection de la température de surface, paramètre clef des bilans énergétiques de surface. La connaissance de l'émissivité permet de plus d'aider à la caractérisation de la surface observée par télédétection (type et état de surface). L'étude conduite dans cette thèse a pour principal objectif de définir et de qualifier une méthodologie de mesure au sol de l'émissivité spectrale. L'étude se base sur deux techniques de séparation émissivité-température : les méthodes Spectral Smoothness (SpSm) et multi températures (MTM), en élargit le domaine spectral d'application, généralement restreint à l'infrarouge thermique (750 à 1250 cm-1), leur associe une méthode d'estimation du rayonnement incident, et propose une nouvelle technique, baptisée SmaC (Smoothness and Continuity), qui prend en compte le comportement directionnel de la surface observée pour améliorer la restitution de l'émissivité. Une campagne de mesure est mise en oeuvre afin de valider la méthodologie et d'en établir un bilan d'erreur étayé, tiré de l'expérimentation. De l'analyse des résultats de la campagne, il ressort que SpSm restitue correctement l'émissivité en infrarouge thermique (erreur < 0. 02), alors que ses résultats sont moins bons en infrarouge médian (2000 à 3000 cm-1), où des discontinuités sont observées sur les spectres d'émissivité retrouvés. La méthode SmaC corrige ces discontinuités et améliore très significativement la restitution de l'émissivité en infrarouge médian (erreur < 0. 03). Finalement, une évaluation numérique permet de consolider le bilan d'erreur obtenu expérimentalement, de valider l'impact des effets directionnels de la surface observée et donc le fondement de la méthode SmaC, puis d'identifier les limitations et proposer des améliorations associées au protocole expérimentalEmissivity is an optical property of materials, related to their ability to emit electromagnetic radiation. This PhD is devoted to retrieving emissivities of outdoor surfaces from high spectral resolution (4cm-1) spectroradiometric measurements at ground level, in the 750 cm-1 to 3500 cm-1 (3-13µm) spectral range. The main objective of this work, which combines theoretical and experimental approaches, is to define and assess a methodology. Two emissivity-temperature separation techniques are addressed, the Spectral Smoothness Method (SpSm) and the Multi-Temperatures Method (MTM), with particular attention paid to extending their usual domain of application on the short wavelength side beyond 1250cm-1. Sources of errors are identified and an experimental approach to mitigate errors on the determination of the irradiance of the surface is proposed. A new method, named Smoothness and Continuity (SmaC), is introduced, which takes into account the directional behaviour of the observed surface, to improve emissivity retrieval in the mid-infrared band (MWIR from 2000 to 3000 cm-1)To quantitatively assess the retrieval methods and validate the measurement protocol, a field campaign, that took place in June 2004, aimed at providing an error budget of the methods by measuring emissivities of several samples at different times of day. SpSm, applied to the campaign measurements, provides very good results in the LWIR band (from 750 to 1300 cm-1). In the MWIR band, systematic spectral discontinuities and deviations to laboratory measurements are observed in the retrieved spectra. This is interpreted as a manifestation of angular dependence of emissivity: the new SmaC method, through the introduction of a surface form factor, leads to significantly improved results. The standard deviation of the retrieved emissivity spectra over all measurements and samples is less than 0. 01 in LWIR and less than 0. 03 in MWIR. MTM results are less satisfactory than SpSm ones, due to ill-conditioned system of equations. Finally, a numerical analysis is carried out to confirm and validate SmaC hypothesis and findings
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Brousseau, Christian. « Définition, Réalisation et Tests d'un radar VHF Multifréquence et Multipolarisation - Projet MOSAR ». Phd thesis, Université Rennes 1, 1995. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00085136.
Résumé :
Nous présentons dans cette thèse la définition, la réalisation et les tests d'un radar V.H.F. multifréquence et multipolarisation, travaillant dans une gamme allant de 20 à 100 MHz. Ce système dénommé M.O.S.A.R. (Maquette Orientée pour un Système d'Analyse de Résonances) a pour objectif la mesure des sections efficaces radars d'avions dans cette gamme de fréquence, afin de fournir l'ensemble des connaissances qui permettront de concevoir un futur radar opérationnel, destiné à la détection et à l'identification des cibles aériennes.
Dans un premier temps, nous définissons les caractéristiques principales du système, telles que la largeur de l'impulsion émise, la période de récurrence, le nombre de fréquences utilisées, ... . Ensuite, nous construisons un radar à impulsions, monostatique, cohérent, commandé par ordinateur, capable de mesurer et d'enregistrer les signaux rétrodiffusés par des avions. Ce système emploie deux réseaux d'antennes différents pour l'émission et la réception, chacun de ces réseaux utilisant respectivement quatre antennes log-périodiques dipolaires. Les informations relatives aux cibles (amplitude, phase et fréquence Doppler) sont ensuite extraites par une analyse spectrale non linéaire haute résolution.
Nous évaluons les performances du radar et précisons les limites du système. Enfin, des résultats expérimentaux sont présentés et confirment les choix dans la définition et la réalisation du radar.
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Rachet, Florent. « Etude à très haute résolution des paramètres des raies spectrales ». Paris 6, 1995. http://www.theses.fr/1995PA066187.
Résumé :
Les performances du spectromètre à transformée de Fourier utilise dans ce travail (rapport signal sur bruit de l'ordre de 1000, résolution proche de la largeur doppler des raies), nous ont conduit à modéliser avec précision sa fonction d'appareil. En particulier, la correction de l'effet du chromatisme du aux lames séparatrices permet de mesurer le nombre d'onde associé à une raie isolée avec une incertitude de l'ordre du millième de sa largeur à mi-hauteur ; La précision absolue atteint environ 2. 10#-#5 cm#-#1 pour des raies de n#2o et de co à basse pression situées entre 2000 et 3000 cm#-#1. Ce résultat a permis de mesurer le déplacement des raies de la bande #3 de n#2o induits par divers perturbateurs avec une précision absolue de l'ordre de 0. 5. 10#-#3 cm#-#1atm#-#1. La mesure de l'intensité de plus de 500 raies de la molécule n#2o, entre 2400 et 3100 cm#-#1, avec une précision absolue de l'ordre de 3%, a permis de déterminer le carré du moment dipolaire de transition vibrationnel et les coefficients d'Herman-Wallis décrivant les effets des interactions de vibration-rotation pour huit bandes. En particulier, nous mettons en évidence les contributions simultanées d'une résonance de type l et d'une résonance de fermi aux coefficients quadratiques d'Herman-Wallis de trois bandes dont les niveaux supérieurs sont reliés, deux à deux, par ces résonances. Les signes relatifs des moments dipolaires de transition vibrationnels associés à ces trois bandes sont également déterminés. Enfin, nous présentons le calcul du coefficient d'absorption prenant en compte, en utilisant un modèle phénoménologique, les couplages entre raies dus aux collisions. Ce modèle permet de rendre compte de façon très satisfaisante de l'effet des interférences entre raies dans plusieurs branches q de co#2 et de n#2o
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Bouchard, Simon. « Localisation haute-résolution de sources sonores à raies spectrales non-stationnaire ». Master's thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/38223.
Résumé :
Ce mémoire présente trois algorithmes qui ensemble, ont pour objectifs d’estimer la direction d’arrivée de sources sonores composées de raies spectrales non-stationnaires. Ces algorithmes permettent de faire une localisation à haute-résolution qui surpasse les performances d’un corrélateur. Le premier algorithme a comme objectifs d’estimer et de pister les composantes fréquentielles contenues dans un spectre échantillonné par un réseau linéaire uniforme. Le second utilise une version adaptée de l’algorithme MUSIC afin d’estimer la direction d’arrivée de chacune des raies spectrales pistées. Le troisième permet de focaliser les directions d’arrivée de chacune des raies spectrales vers la source qui les a émises afin de la localiser de façon précise. Finalement, ce mémoire présente des mesures expérimentales et des simulations afin de valider le fonctionnement des algorithmes.
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Grec, Catherine. « Étude à haute résolution angulaire de la granulation photosphérique solaire par une technique interspectrale ». Nice, 2008. http://www.theses.fr/2008NICE4109.
Résumé :
Parce que le soleil constitue un unique laboratoire in situ, la physique solaire jour un rôle essentiel dans le domaine de l’astrophysique stellaire. Pour comprendre les propriétés convectives et magnétiques d’étoiles lointaines, ainsi que l’activité, la variabilité solaire, et leur influence sur l’environnement de la terre, une connaissance globale de notre étoile est nécessaire, depuis son cœur jusque dans sa haute atmosphère. Les couches de la surface visible du soleil calme sont ici analysées grâce à une nouvelle technique interspectrale à très haute résolution angulaire, inspirée des méthodes d’interférométrie différentielle utilisées en physique stellaire. Cette approche peut servir à tester les modélisations MHD de la granulation solaire couplées aux calculs de transfert radiatif, ou à contraindre les codes d’inversion servant aux études de champs magnétiques. Des observations de la granulation effectuées avec THEMIS et HINODE montrent que les structures existant à différentes profondeurs photosphériques sont vues décalées sur le disque solaire. Cet effet de perspective se détecte hors du centre-disque, en intercorrélant les images monochromatiques obtenues à des longueurs d’ondes successives le long d’un profil de raie, après correction des distorsions du profil induites par les champs de vitesse de la granulation. Le décalage observé permet d’estimer la différence de profondeur de formation du continu du spectre et de diverses raies (Fel 630nm, Fel 557. 6 nm). Par ailleurs, nous montrons que les vitesses horizontales, combinées au phénomène de granulation inversée en moyenne photosphère, pourraient affecter les images des granules sur tout le disqueThe sun is a unique in situ laboratory, and solar physics plays an essential role in the domain of astrophysics, particles and high energies physics. To understand the convectives and magnetic properties of solar-type stars, as well as the solar activity, variability, and its influence on the earth environment, a global knowledge of our star is necessary, from its core to its high atmosphere. The visible surface layers of the quiet sun are analysed here thanks to a new super-resolving interspectral technique, inspired by the differential interferometry methods developed in stellar physics. This approach serves for testing a 3d magneto-hydrodynamic simulation of the solar granulation coupled with multi-dimensional radiative transfer calculations. It may also constrain inversion codes used for studying quiet sun magnetic fields. Observations of the granulation realized with THEMIS and HINODE show that granular structures visible at different photospheric depths appear displaced on the solar disk. This 3-dimensional effect is detected by cross-correlating monochromatic images obtained out of the solar disk center, and for successive wavelengths across a line profile. Once line profile distortions produced by granular velocity fields are corrected, we estimate the difference of formation depths of the continuous and different spectral lines (Fel 630 nm, Fel 557. 6 nm), as well as the difference of the 630 nm doublet line cores formation depths. Furthermore, we point out of the fact the combination of Doppler line shifts due to horizontal velocities, and mid-photospheric reversed granulation, could affect granules appearance all over the solar disk
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Masson, Théo. « Fusion de données de télédétection haute résolution pour le suivi de la neige ». Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT112/document.
Résumé :
Les acquisitions de télédétection ont des caractéristiques complémentaires en termes de résolution spatiale et temporelle et peuvent mesurer différents aspects de la couverture neigeuse (propriétés physiques de surface, type de neige, etc.). En combinant plusieurs acquisitions, il devrait être possible d'obtenir un suivi précis et continu de la neige. Cependant, cet objectif se heurte à la complexité du traitement des images satellites et à la confusion possible entre les différents matériaux observés. Plus particulièrement, l’accès à l’information fractionnelle, c’est-à-dire à la proportion de neige dans chaque pixel, nécessite de retrouver la proportion de l’ensemble des matériaux qui se trouvent dans celui-ci. Ces proportions sont accessibles via des méthodes d’inversions ou démélange spectral se basant sur la résolution spectrale des images obtenues. Le défi général est alors d’arriver à exploiter correctement les différentes informations de natures différentes qui nous sont apportées par les différentes acquisitions afin de produire des cartes d’enneigement précises. Les objectifs de la thèse sont alors au nombre de trois et peuvent se résumer par trois grandes interrogations qui permettent de traiter les différents points évoqués:- Quelles sont les limitations actuelles de l’état de l'art pour l’observation spatiale optique de la neige ?- Comment exploiter les séries temporelles pour s’adapter à la variabilité spectrale des matériaux ?- Est-il possible de généraliser la fusion de données pour une acquisition multimodale à partir de capteurs optiques ?Une étude complète des différents produits de neige issus du satellite MODIS est ainsi proposée, permettant l’identification des nombreuses limitations dont la principale est le haut taux d’erreurs lors de la reconstitution de la fraction (environ 30%). Parmi ces résultats sont notamment identifiés des problèmes liés aux méthodes de démélange face à la variabilité spectrale des matériaux. Face à ces limitations nous avons exploité les séries temporelles MODIS pour proposer une nouvelle approche d’estimation des endmembers, étape critique du démélange spectral. La faible évolution temporelle du milieu (hors neige) est alors utilisée pour contraindre l’estimation des endmembers non seulement sur l’image d’intérêt, mais également sur les images des jours précédents. L’efficacité de cette approche bien que démontrée ici reste sujette aux limitations de résolution spatiale intrinsèques au capteur. Des expérimentations sur la fusion de donnée, à même de pouvoir améliorer la qualité des images, ont par conséquent été réalisées. Devant les limitations de ces méthodes dans le cas des capteurs multispectraux utilisés, une nouvelle approche de fusion a été proposée. Via la formulation d’un nouveau modèle et sa résolution, la fusion entre des capteurs optiques de tous types peut être réalisée sans considération de recouvrement spectral. Les différentes expérimentations sur l’estimation de cartes de neige montrent un intérêt certain d’une meilleure résolution spatiale pour isoler les zones enneigées. Ce travail montre ainsi les nouvelles possibilités de développement pour l’observation de la neige, mais également les évolutions de l’utilisation combinée des images satellites pour l’observation de la Terre en généralRemote sensing acquisitions have complementary characteristics in terms of spatial and temporal resolution and can measure different aspects of snow cover (e.g., surface physical properties and snow type). By combining several acquisitions, it should be possible to obtain a precise and continuous monitoring of the snow. However, this task has to face the complexity of processing satellite images and the possible confusion between different materials observed. In particular, the estimation of fractional information, i.e., the amount of snow in each pixel, requires to know the proportion of the materials present in a scene. These proportions can be obtained performing spectral unmixing. The challenge is then to effectively exploit the information of different natures that are provided by the multiple acquisitions in order to produce accurate snow maps.Three main objectives are addressed by this thesis and can be summarized by the three following questions:- What are the current limitations of state-of-the-art techniques for the estimation of snow cover extent from optical observations?- How to exploit a time series for coping with the spectral variability of materials?- How can we take advantage of multimodal acquisitions from optical sensors for estimating snow cover maps?A complete study of the various snow products from the MODIS satellite is proposed. It allows the identification of numerous limitations, the main one being the high rate of errors during the estimation of the snow fraction (approximately 30%).The experimental analysis allowed to highlight the sensitivity of the spectral unmixing methods against the spectral variability of materials.Given these limitations, we have exploited the MODIS time series to propose a new endmembers estimation approach, addressing a critical step in spectral unmixing. The low temporal evolution of the medium (except snow) is then used to constrain the estimation of the endmembers not only on the image of interest, but also on images of the previous days. The effectiveness of this approach, although demonstrated here, remains limited by the spatial resolution of the sensor.Data fusion has been considered aiming at taking advantage of multiple acquisitions with different characteristics in term of resolution available on the same scene. Given the limitations of the actual methods in the case of multispectral sensors, a new fusion approach has been proposed. Through the formulation of a new model and its resolution, the fusion between optical sensors of all types can be achieved without consideration of their characteristics. The various experiments on the estimation of snow maps show a clear interest of a better spatial resolution to isolate the snow covered areas. The improvement in spectral resolution will improve future approaches based on spectral unmixing.This work explores the new possibilities of development for the observation of snow, but also for the combined use of the satellite images for the observation of the Earth in general
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Alalam, Perla. « Étude des aérosols à partir de mesures en laboratoire et IASI : application aux déserts d'Asie de l'Est ». Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2022. http://www.theses.fr/2022ULILR052.
Résumé :
L'Asie de l'Est est la deuxième source d'aérosols de type minérale au monde après le Sahara. Celles-ci peuvent modifier le bilan radiatif de la Terre de par leurs propriétés d'absorption et de diffusion du rayonnement atmosphérique. Par conséquent, une information précise des propriétés physico-chimiques des poussières désertiques est essentielle pour comprendre et mieux quantifier leur impact sur l'atmosphère.Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse est de tester le potentiel d'une nouvelle approche méthodologique combinant mesures de laboratoire et de télédétection satellitaire pour une meilleure caractérisation des aérosols issus des surfaces désertiques et semi-arides. L'application de celle-ci porte sur l'étude d'évènements de tempêtes désertiques dans l'Est Asiatique à partir de l'instrument spatial IASI.Une des difficultés majeures de ce travail vient du fait que la poussière minérale émise dans cette région réside majoritairement au-dessus de la surface continentale et dans la basse troposphère, ce qui pose des contraintes liées d'une part à une faible sensibilité par manque de contraste thermique et d'autre part dues à la grande influence et l'importante variabilité de l'émissivité de la surface terrestre (EST). Ainsi, la première partie de ce travail s'est attachée à améliorer la prise en compte de l'EST en développant une nouvelle méthodologie à partir d'un ensemble de données d'émissivité mensuelle moyenne.Ensuite, des coefficients d'extinction expérimentaux des minéraux purs ont été combinés linéairement pour reproduire un spectre de poussières de Gobi, ce qui a permis d'obtenir les fractions massiques minéralogique. De plus, à partir des luminances IASI, une épaisseur optique de poussières de Gobi a été calculée, affichant des caractéristiques identiques à celle mesurée en laboratoire. La combinaison linéaire des spectres de minéraux purs a ensuite été appliquée à l'épaisseur optique IASI, fournissant des fractions massiques minéralogiques.Enfin, l'ensemble de la méthode a été appliqué à deux événements de poussières au cours de deux saisons et années différentes : Mai 2017 et Mars 2021. Ce qui a permis d'obtenir les premières distributions spatiales et temporelles de la composition chimique d'aérosols désertiques. Les fractions massiques moyennes obtenues pour les particules provenant du désert de Gobi, du désert de Taklamakan et de Horqin Sandy Land sont proches des fractions massiques de la littérature. De plus, ces résultats sur la composition chimique ont permis de lier la variabilité spatiale des aérosols aux sources d'émission de poussières, confortée à l'aide d'un modèle de rétro-trajectoires. De plus, une comparaison entre deux instruments IASI sur Metop A et B a montré une bonne cohérence, permettant d'envisager l'applicabilité de la méthode à différentes plates-formes Metop, voir à d'autres instruments du même type. Les résultats exposés dans ce manuscrit représentent une avancée importante quant à l'amélioration de la caractérisation des aérosols désertiques par télédétection spatiale, notamment concernant l'analyse de la composition chimiqueEast Asia is the second largest source of mineral-type aerosols in the world after the Sahara. These can modify the Earth's radiative balance due to their properties of absorption and diffusion of atmospheric radiation. Therefore, precise information on the physico-chemical properties of desert dust is essential to understand and better quantify their impact on the atmosphere. In this context, this thesis aims to test the potential of a new methodological approach combining laboratory measurements and satellite remote sensing for better characterization of aerosols from desert and semi-arid surfaces. Its application concerns studying desert storm events in East Asia from the IASI space instrument.One of the major difficulties of this work comes from the fact that the mineral dust emitted in this region is emitted mainly above the continental surface and in the lower troposphere, which poses constraints linked, on the one hand, to a low sensitivity due to a lack of thermal contrast and on the other hand due to the great influence and variability of the Earth's surface emissivity (LSE). Thus, the first part of this work focused on improving the consideration of LSE by developing a new methodology from a set of average monthly emissivity data.Then, experimental extinction coefficients of pure minerals were linearly combined to reproduce a spectrum of Gobi dust, which made it possible to obtain the mineralogical mass fractions. In addition, from the IASI radiances, an optical thickness of Gobi dust was calculated, displaying characteristics identical to those measured in the laboratory. The linear combination of pure mineral spectra was then applied to IASI optical thickness, providing mineralogical mass fractions. Finally, the entire methodology was applied to two dust events during two different seasons and years: May 2017 and March 2021. The method made it possible to obtain the first spatial and temporal distributions of the chemical composition of desert aerosols. The average mass fractions obtained for particles from the Gobi Desert, Taklamakan Desert, and Horqin Sandy Land are close to mass fractions from the literature. In addition, these results on the chemical composition made it possible to link aerosols' spatial variability to dust emission sources, confirmed using a retro-trajectory model. In addition, comparing two IASI instruments on MetOp A and B showed good consistency, allowing us to consider the method's applicability to different MetOp platforms having the same instrument type. The results presented in this manuscript represent an important advance in improving the characterization of desert aerosols by space remote sensing, in particular concerning the analysis of the chemical composition
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Mees, Wim. « Contribution à l'analyse distribuée de scènes : application aux images satellitaires multi spectrales, haute résolution ». Nancy 1, 2000. http://www.theses.fr/2000NAN10282.
Résumé :
De plus en plus de satellites d'observation sont mis en orbite autour de la terre et fournissent des images, à très haute résolution dans différentes bandes spectrales. La quantité d'informations disponibles est devenue trop importante pour qu'une équipe actuelle de photo-interprètes expérimentés puissent la traiter entièrement. Pour cette raison, il faut développer des systèmes (semi)automatiques d'analyse de scènes, pour assister les photo-interprètes. Des problèmes aussi complexes que la reconnaissance automatique de la parole ou l'interprétation automatique d'images, ne peuvent pas être résolus par une approche procédurale. Ils nécessitent un système plus complexe, qui prend en compte la connaissance a priori. L'architecture du système d'analyse de scènes, présente dans cette thèse, a été appliquée à l'analyse d'aéroports, avec comme objets d'intérêt les pistes d'atterrissage, les hangars pour avion, ainsi que les routes qui relient les premières aux seconds. Dans cette thèse, nous décrivons tout d'abord la connaissance qui doit être intégrée dans un système d'analyse de scènes afin de régulariser le problème mal-posé de la vision par ordinateur. Cette analyse de la connaissance a priori est suivie par une description du système à tableau noir, qui est utilisé pour représenter et intégrer les différents types de connaissance, la façon dont la fusion de données multiniveaux est utilisée pour réduire la probabilité de fausse alarme, ne se déduit pas directement de l'architecture du système. C'est pourquoi nous analysons les trois niveaux de fusion séparément plus en détail.
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Flaud, Pierre-Marie. « Développement et caractérisation d'un spectromètre laser infrarouge par différence de fréquences : application à la spectroscopie infrarouge à très haute résolution ». Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112285.
Résumé :
Les méthodes de détection et de caractérisation d'espèces moléculaires d'intérêt atmosphérique dans l'infrarouge se tournent de plus en plus vers l'utilisation de sources laser, monomodes, cw et accordables, complétant des outils tels que les spectromètres à transformée de Fourier (résolution spectrale limitée, source d'erreurs pour la détermination de paramètres moléculaires). Le spectromètre laser infrarouge à différence de fréquence que nous avons développé fonctionne au moyen de deux sources lasers solide (un Nd :YAG, 800 mW à 1064 nm, et une diode-laser à cavité externe, 10-50 mW à 805-885 nm) opérant dans l'infrarouge proche, focalisées au sein d'un cristal non-linéaire de LiNbO3 (PPLN). Il en résulte l'émission d'un faisceau laser à la fréquence égale à la différence des fréquences des faisceaux incidents. Celui-ci possède une largeur spectrale de 3×10-5 cm-1, est accordable de 1800 à 3100 cm-1 sur de petits intervalles spectraux de 0. 5 à 1. 0 cm-1 avec une puissance de quelques 0. 1 microW et un rapport signal/bruit allant jusqu'à quelques milliers, permettant d'enregistrer rapidement (dans une minute environ) les profils et intensités de raies d'absorption avec grande précision. De plus, cet instrument est très compact (0. 7×0. 7 m2). Nous présentons l'instrument et sa caractérisation avec des raies de N2O, la détermination des intensités absolues de NO2 dans l'infrarouge (par intercalibration avec l'UV-visible) montrant des différences systématiques de 5 % par rapport à la base de données HITRAN 2004, ainsi que la première observation d'interférences collisionnelles dans la structure hyperfine de HI (un effet prédit il y a plus de 20 ans)For laboratory studies and field measurements of atmospheric molecules, single-mode tuneable lasers are more and more used, in order to complete other instruments such as Fourier-transform spectrometers because of their limitations (in particular spectral resolution and signal-to-noise ratio that have an important impact on the accurate determination of molecular line parameters). We report here the development and characterization of a compact tuneable continuous-wave infrared laser, based on difference-frequency generation (DFG) using quasi phase-matching in periodically poled LiNbO3 (PPLN). Several 0. 1 microW of infrared radiation (tuneable in the 1800 à 3100 cm-1 range) are obtained using a diode-pumped Nd:YAG laser (output power about 800 mW at 1064 nm, linewidth 1 kHz) together with a tuneable external-cavity diode laser (output power about 10-50 mW in the 805-885 nm region, linewidth 1 MHz). Using this infrared DFG laser for absorption experiments of gas-phase molecules, both very high resolution (1 MHz) and a high signal-to-noise ratio (up to several 1000) can be achieved in measurement time of only a few minutes, as demonstrated using absorption spectra of N2O in different wavelength regions. Using this laser we have determined absolute intensities of infrared lines of NO2 (using a UV-visible set-up to measure the NO2 amounts) observing a systematic difference of about 5 % with respect to the HITRAN 2004 database. We have used the same laser for the first observation of collisional line-mixing between nuclear hyperfine components of HI lines (a phenomenon predicted over 20 years ago)
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Djath, Bughsin'. « Etude de la dynamique océanique de la mer des Salomon : modélisation numérique à haute résolution ». Phd thesis, Université de Grenoble, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01069989.
Résumé :
La mer des Salomon est une mer semi-fermée située dans le Pacifique subtropical. Elle connecte les masses d'eau des subtropiques à l'équateur via les courants de bord ouest de faibles latitudes (LLWBCs) et pourrait de ce fait moduler à l'échelle décennale le climat du Pacifique tropical. Très peu d'observations sont disponibles pour l'étude de cette région. Un des objectifs principaux de cette étude est la mise en place d'un modèle réaliste d'océan à haute résolution (1/36°) de la mer des Salomon permettant la résolution d'une large gamme d'échelles, particulièrement la mésoéchelle et marginalement la sous-mésoéchelle. La circulation générale est étudiée ainsi que la variabilité à mésoéchelle et à sous-mésoéchelle. La représentation de la circulation simulée par le modèle 1/36° est non seulement validée par les observations disponibles mais aussi améliorée par rapport à celle simulée par les modèles antérieurs. La variabilité mésoéchelle simulée dans le modèle à haute résolution est fortement augmentée par rapport à celle issue des modèles antérieurs et est en bon accord avec les observations. Des études spectrales en nombre d'onde de la température de surface, de la dénivellation de la surface libre et de l'énergie cinétique ont été réalisées dans la mer des Salomon et suggèrent que les pentes spectrales obtenues sont proches de la théorie classique de la quasi-géostrophie de surface (SQG).
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Osman, Julien. « Connaissances expertes et modélisation pour l'exploitation d'images d'observation de la Terre à hautes résolutions spatiale, spectrale et temporelle ». Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30022/document.
Résumé :
Les futures missions spatiales d'observation de la Terre, Venµs et Sentinelle (1 et 2), fourniront un flot de données inédit en termes de résolution spatiale, revisite temporelle et richesse spectrale. Afin d'exploiter de façon efficace ces données pour la réalisation de cartes d'occupation des sols ou de détection de changements, des approches rapides, robustes et le moins supervisées possibles seront nécessaires. Un exemple d'utilisation de ces données pourrait être d'identifier, dès le mois de mai, les surfaces couvertes par du maïs dans tout le Sud-ouest de la France. Ou encore d'obtenir une carte d'occupation des sols mensuelle, dans un délai très court, à l'échelle de grandes régions. On constate que les images seules ne permettent pas d'obtenir de telles données. Nous avons cependant d'autres types d'informations à notre disposition, qui ont jusqu'alors été très peu exploitées. Ce travail de thèse a consisté à identifier les informations dites a priori disponibles, évaluer leur pertinence, et les introduire dans les chaînes de traitement déjà existantes pour chiffrer leur apport. Nous nous sommes intéressés en particulier au domaine du suivi de l'agriculture. Les informations que nous avons utilisées sont, entre autres, les connaissances sur les pratiques agricoles (rotations de culture, irrigation, alternances de catégories de cultures, etc.), les tailles des parcelles et la topographie. Nous avons principalement travaillé avec 2 sources de connaissances a priori : * Celles contenues dans des bases de données telles que le Registre Parcellaire Graphique (RPG). Nous avons utilisé des méthodes d'apprentissage automatique sur les données pour les extraire. * Celles fournies par des experts. Nous les avons modélisées à l'aide de règles de la logique de 1er ordre. Une des contributions de cette thèse est la sélection et l'évaluation d'un outil qui permette d'extraire l'information et de la traiter, de manière à ce qu'elle soit introduite de façon efficace dans les algorithmes de classification déjà existants. Pour cela, nous avons utilisé la Logique de Markov, un outil statistique capable de travailler à la fois sur des informations issues de bases de données, et sur des informations modélisées sous la forme de règles logiques. Nous avons montré que l'utilisation de ces données permet d'améliorer la qualité des cartes d'occupation du sol. Nous avons de plus montré que ces informations permettent d'obtenir des cartes en quasi-temps-réel, dont la qualité va crescendo avec l'arrivé de nouvelles informations. En conclusion de ce travail de thèse, nous donnons des pistes pour appliquer la même méthodologie à d'autres domaines, en particulier au suivi des forêts tropicales et à la cartographie générique de l'occupation du solThe future Earth observation space missions, Venµs and Sentinel (1 and 2), will provide us with a flow of data unseen in terms of spatial, spectral and temporal resolution. To use these data efficiently for the generation of land cover maps or change detection, we need fast, robust approaches that require as little supervision as possible. For instance, a concrete use of these data could be the identification, as early as May, of the area growing corn in all the South-West part of France. Or obtaining a monthly land cover map, in a slight delay, on large areas. Images alone don't allow us to reach such goals. Nevertheless, other information is available, which hasn't been really used. The main goal of this thesis is to identify available prior information, evaluate its revelance, and introduce it in preexisting processing chains to assess its contribution. We focused on agriculture monitoring. The information we used is knowledge on farming practices (crop rotations, irrigation, crop class alternation, etc) and the size and the topography of the fields. We mainly worked with 2 sources of prior knowledge: * Knowledge contained in databases such as the Registre Parcellaire Graphique (RPG). We used data mining methods to extract it. * Knowledge provided by experts. We modeled it with 1\up{st} order logic rules. One contribution of this thesis is the selection and assessment of a tool allowing us to extract and process information in a way that we can introduce it efficiently in preexisting classification algorithms: Markov Logic. Markov Logic is a statistical tool able to work with both information from databases and information modeled with logic rules. We show that using these data increases the quality of the land cover maps. We also show that this information allows us to obtain real time maps, whose quality increases with the arrival of new information. As a conclusion of this thesis work, we provide outlooks for applying the same methodology to other areas, such as the monitoring of tropical forests dans generic land cover mapping
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Gobron, Olivier. « Lasers ultra-stables asservis sur trous-brûlés spectraux : développement en vue d'une application aux horloges optiques ». Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066034/document.
Résumé :
Les horloges à réseau optique montrent des performances impressionnantes et sont en train de soulever la question de la redéfinition de la seconde. Dans ces systèmes, un laser ultra-stable est utilisé en tant qu’oscillateur local pour sonder des transitions optiques très étroites d’atomes neutres piégés dans un réseau optique. La stabilité ultime de ces dispositifs, déterminée par le nombre d’atomes interrogés à chaque cycle et évaluée à quelques 10−17/sqrt(tau) (où tau est le temps d’intégration), n’est actuellement pas atteinte et est limitée à quelques 10−16/sqrt(tau) par les fluctuations de phase du laser sonde. Si l’amélioration des cavités ultra-stables sur lesquels sont stabilisés les lasers sonde est largement étudiée, le LNE-SYRTE a opté pour une approche plus récente, dans laquelle la référence de fréquence utilisée est un trou brûlé spectral creusé dans un cristal dopé terres rares refroidi à température cryogénique (environ 4 K). Une stabilité court terme de quelques 10−18 pourrait alors être atteinte. Cette thèse décrit la construction de l’expérience et montre ensuite les résultats d’une étude spectroscopique à haute résolution sur des trous brûlés spectraux étroits (FWHM = 3.3 kHz) creusés dans le cristal Eu3+ : Y2SiO5. L’influence du cryostat à cycle fermé sur la stabilité des trous brûlés spectraux est notamment mise en évidence et diminuée. Enfin, une méthode d’asservissement originale basée sur une détection hétérodyne d’un trou brûlé spectral et un asservissement numérique via un FPGA qui permet de verrouiller le laser sur le sommet du trou brûlé spectral étroit est décrit et montre une stabilité court terme de quelques 10−14, ce qui est un premier résultat encourageant pour la suite du projetOptical lattice clocks show impressive performances and are begining to raise the question of the redefinition of the SI second. In these systems, an ultra-stable laser is used as local oscillator to probe very narrow optical transitions of neutral atoms trapped in an optical lattice. The ultime stability of these systems, determined by the number of atoms interrogated at each clock cycle, evaluated at a few 10−17/sqrt(tau) (where tau is the integration time), is currently not reached and is limited to a few 10−16/sqrt(tau) by the phase fluctuations of the probe laser. If the enhancement of the ultra-stable cavities, on which are currently stabilized the probe lasers, is widely studied, LNE-SYRTE has adopted a more recent approach where the frequency reference is a spectral hole burned in rare earth doped crystal cooled down at cryogenic temperature (around 4 K). A short term stability of a few 10−18 could be achieved. This thesis describes the construction of the experiment and present the results of a high resolution spectroscopy of narrow spectral holes (FWHM = 3.3 kHz) burned in the crystal Eu3+ : Y2SiO5. The influence of the closed cycle cryostat on the behaviour of the spectral holes is hightlighted and reduced. Finally, an original locking scheme based on a heterodyne detection of a spectral hole and a numerical lock program using FPGA in order to stabilize the laser frequency on the top of the narrow spectral hole is described and shows a short term stability of a few 10−14, which is a first promising result for the future of the project
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Talon, Hervé. « Aspects théoriques de la spectroscopie haute résolution de la phase dense : creusement de trous spectraux et spectroscopie de molécules individuelles ». Bordeaux 1, 1992. http://www.theses.fr/1992BOR10557.
Résumé :
Ce document traite des aspects les plus recents de la spectroscopie haute resolution de la phase dense. Tout d'abord de la spectroscopie de molecules individuelles, notamment par la mesure experimentale, accompagnee de la correlation des photons emis par la molecule: la nature quantique de la lumiere de fluorescence est ainsi mise en evidence. Cette etude est poursuivie par l'elaboration d'un modele non phenomologique, visant a predire theoriquement l'evolution en temperature du spectre d'absorption d'une molecule lorsqu'on la couple a diverses entites susceptibles de representer la structure d'un milieu desordonne (systeme a deux niveaux, modes de vibrations quasi-locaux,. . . ). Sur la base de ce modele, on tente de reproduire le spectre d'absorption d'une molecule qui represente un retrecissement par le mouvement, phenomene inedit dans le domaine optique. Enfin, la these s'acheve par la construction de deux modeles de cinetique dispersive qui ont pour objet de rendre compte des principales quantites mesurables experimentalement lorsque l'on fait de la spectroscopie de creusement de trous
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Lachérade, Sophie. « Caractérisation des propriétés optiques des matériaux urbains à partir d'images de télédétection à très hautes résolutions spatiale et spectrale ». Toulouse, ENSAE, 2006. http://www.theses.fr/2006ESAE0008.
Résumé :
Le signal reçu par un système optique de télédétection observant des milieux urbains est particulièrement complexe, en raison des particularités de ces derniers : occultations, ombres, éclairements réfléchis par les façades ou encore effets directionnels des matériaux urbains. Ces phénomènes rendent difficile la détermination automatique des matériaux directement à partir des luminances mesurées en entrée du capteur. L’objectif de cette thèse est de développer une méthode de transfert radiatif inverse, ICARE, permettant de déterminer la réflectance spectrale des matériaux urbains à partir d'images aéroportées très hautes résolutions spatiale et spectrale dans le domaine réflectif (0,4 µm ‒ 2,5 µm) en prenant simultanément en compte le relief en trois dimensions de la scène, sa forte hétérogénéité spatiale ainsi que les effets atmosphériques mis en jeu. La première partie de cette étude a été consacrée à une étude phénoménologique du signal sur un profil de rue typique de façon à analyser en détail les différents contributeurs radiatifs d’une telle scène. Cette étude nous a permis de mettre à jour les difficultés de la modélisation inverse notamment dans les zones d’ombre où les effets d'environnement sont prépondérants. Dans un second temps, des solutions physiques sont proposées pour modéliser chacun des termes intervenant dans l'équation de transfert radiatif et une approche itérative est mise en place pour résoudre le problème inverse. Dans un troisième temps, l'étude aborde la validation numérique et expérimentale du modèle. La validation numérique a été effectuée sur une image simulée par le code de transfert radiatif direct Amartis sur différents types de reliefs urbains, afin de vérifier la robustesse du modèle. La validation expérimentale a été effectuée avec succès à partir des données et images acquises pendant la campagne Capitoul qui s'est déroulée à Toulouse en avril 2004.
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Paulus, Caroline. « Filtrage de données sismiques multicomposantes et estimation de la polarisation ». Phd thesis, Grenoble INPG, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00204504.
Résumé :
Les capteurs multicomposantes (2C, 3C ou 4C) sont de plus en plus utilisés pour les acquisitions sismiques.Ils peuvent enregistrer le déplacement dans plusieurs directions de l'espace ainsi que les variations de pression.
Le développement de traitements adaptés à ce type de données est nécessaire.
Le but de ce travail de thèse est de développer une méthode permettant d'une part le débruitage de données sismiques multicomposantes, la séparation des différents champs d'ondes ou encore l'estimation de la polarisation des ondes et de leur direction d'arrivée (DOA).
Cette méthode, appelée filtrage matriciel large-bande multicomposante, dérivée de la méthode monocomposante, prend en compte l'information de polarisation et traite les différentes composantes de façon globale et non indépendamment.
Le principe utilisé est celui de la décomposition en valeurs propres d'une matrice spectrale pour permettre une séparation efficace de l'espace des données de départ en deux espaces complémentaires (sous-espace signal et sous-espace bruit).
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Chane, Camille. « Intégration de systèmes d'acquisition de données spatiales et spectrales haute résolution, dans le cadre de la génération d'informations appliquées à la conservation du patrimoine ». Phd thesis, Université de Bourgogne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00909743.
Résumé :
Cette thèse s'intéresse au recalage de données issues de capteurs 3D et multispectraux pour l'étude du patrimoine.Lorsque l'on étudie ce type d'objet, il y a souvent peu de points saillants naturels entre ces jeux de données complémentaires. Par ailleurs, l'utilisation de mires optiques est proscrite.Notre problème est donc de recaler des données multimodales sans points caractéristiques.Nous avons développé une méthode de recalage basé sur le suivi des systèmes d'acquisition en utilisant des techniques issues de la photogrammétrie.Des simulations nous ont permis d'évaluer la précision de la méthode dans trois configurations qui représentent des cas typiques dans l'étude d'objets du patrimoine.Ces simulations ont montré que l'on peut atteindre une précision du suivi de 0.020 mm spatialement et 0.100 mrad angulairement en utilisant quatre caméras 5 Mpx lorsque l'on numérise une zone de 400 mm x 700 mm.La précision finale du recalage repose sur le succès d'une série de calibrations optiques et géométriques, ainsi que sur leur stabilité pour la durée du processus d'acquisition.Plusieurs tests ont permis d'évaluer la précision du suivi et du recalage de plusieurs jeux de données indépendants; d'abord seulement 3D, puis 3D et multispecrales.Enfin, nous avons étendu notre méthode d'estimation de la réflectance à partir des données multispectrales lorsque celles-ci sont recalées sur un modèle 3D.
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Simon, Chane Camille. « Intégration de systèmes d'acquisition de données spatiales et spectrales haute résolution, dans le cadre de la génération d'informations appliquées à la conservation du patrimoine ». Thesis, Dijon, 2013. http://www.theses.fr/2013DIJOS008/document.
Résumé :
Cette thèse s'intéresse au recalage de données issues de capteurs 3D et multispectraux pour l'étude du patrimoine.Lorsque l'on étudie ce type d'objet, il y a souvent peu de points saillants naturels entre ces jeux de données complémentaires. Par ailleurs, l'utilisation de mires optiques est proscrite.Notre problème est donc de recaler des données multimodales sans points caractéristiques.Nous avons développé une méthode de recalage basé sur le suivi des systèmes d'acquisition en utilisant des techniques issues de la photogrammétrie.Des simulations nous ont permis d'évaluer la précision de la méthode dans trois configurations qui représentent des cas typiques dans l'étude d'objets du patrimoine.Ces simulations ont montré que l'on peut atteindre une précision du suivi de 0.020 mm spatialement et 0.100 mrad angulairement en utilisant quatre caméras 5 Mpx lorsque l'on numérise une zone de 400 mm x 700 mm.La précision finale du recalage repose sur le succès d'une série de calibrations optiques et géométriques, ainsi que sur leur stabilité pour la durée du processus d'acquisition.Plusieurs tests ont permis d'évaluer la précision du suivi et du recalage de plusieurs jeux de données indépendants; d'abord seulement 3D, puis 3D et multispecrales.Enfin, nous avons étendu notre méthode d'estimation de la réflectance à partir des données multispectrales lorsque celles-ci sont recalées sur un modèle 3DThe concern and interest of this PhD thesis is the registration of featureless 3D and multispectral datasets describing cultural heritage objects.In this context, there are few natural salient features between the complementary datasets, and the use of targets is generally proscribed.We thus develop a technique based on the photogrammetric tracking of the acquisition systems in use.A series of simulations was performed to evaluate the accuracy of our method in three configurations chosen to represent a variety of cultural heritage objects.These simulations show that we can achieve a spatial tracking accuracy of 0.020 mm and an angular accuracy of 0.100 mrad using four 5 Mpx cameras when digitizing an area of 400 mm x 700 mm. The accuracy of the final registration relies on the success of a series of optical and geometrical calibrations and their stability for the duration of the full acquisition process.The accuracy of the tracking and registration was extensively tested in laboratory settings. We first evaluated the potential for multiview 3D registration. Then, the method was used for to project of multispectral images on 3D models.Finally, we used the registered data to improve the reflectance estimation from the multispectral datasets
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Cladé, Sophie. « Synthèse d'ouverture optique pour l'observation à haute résolution du soleil : étude des systèmes de correction de front d'onde et de filtrage spectral de l'instrument ». Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112196.
Résumé :
Pour permettre des images haute résolution sur le Soleil, le projet SOLARNET prévoit un système interféromètrique à trois télescopes. Ainsi tout en limitant poids et encombrement, la résolution spatiale de l'instrument est améliorée si un alignement et un cophasage précis des trois télescopes est maintenu. Un système de filtrage spectral de type double monochromateur est également prévu pour permettre une haute résolution spectrale. Pour valider les principes de l'instrument ainsi que de ses systèmes de correction de front d'onde, un banc optique de démonstration à échelle réduite été monté à l'observatoire de Meudon. Après avoir rappelé les caractéristiques de l'instrument SOLARNET ainsi que la raison de ces choix techniques, je décris dans ce document le banc optique de démonstration ainsi que ses réglages d'alignement. Je détaille alors plus particulièrement le système de correction de pointage de chaque télescope et en étudie les performances à partir de simulations et de tests directs sur le Soleil. Cette étude met en évidence la limitation du niveau de correction du pointage du à une limitation de la rapidité des miroirs. Le système de cophasage est basé sur une mesure interféromètrique en lumière blanche. Des simulations m'ont permis de mieux cerner le fonctionnement du système et de mettre en exergue un risque de biais sur la mesure. Si les tests expérimentaux confirment l'existence de ce biais, il faudra alors envisager un système de correction de phase supplémentaire. Les caractéristiques simulées de ce défaut en fonction des paramètres de la source et de l'instrument forment une première base sur laquelle s'appuyer pour la définition de ce nouveau systèmeTo reach a high spatial resolution on solar observation, an interferometric system made of three telescopes is proposed. This optical aperture synthesis method let us improve the spatial resolution without being limited by the weight or the size of the instrument. Some pointing and cophasing systems are needed to keep a good image quality. High spectral resolution is reached with a system composed of 2 identical gratings. An optical bench has been installed in the Meudon Observatory to demonstrate the validity of the instrument's technical concepts. In this document, I first introduce the characteristics and the reasons of SOLARNET's technical concepts. In the second part, I present the optical bench and detail the alignment methods and their precisions. The third part is dedicated to the pointing system. I study the closed loop, do some simulations and experimental tests that show that the limited correction is due to the limited speed of the mirror. I then present the cophasing system that uses white light interferometric measurement. Simulation of this system show that there is a possible bias on the measure. If experimental tests confirm this bias, there should be an system to correct it. The results of my simulation give the basis to define this new system. In the last part of the document, I describe the optical study and the optimisation I made on the imaging spectrometric part of the instrument
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Rodes, Arnau Isabel. « Estimation de l'occupation des sols à grande échelle pour l'exploitation d'images d'observation de la Terre à hautes résolutions spatiale, spectrale et temporelle ». Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30375/document.
Résumé :
Les missions spatiales d'observation de la Terre de nouvelle génération telles que Sentinel-2 (préparé par l'Agence Spatiale Européenne ESA dans le cadre du programme Copernicus, auparavant appelé Global Monitoring for Environment and Security ou GMES) ou Venµs, conjointement développé par l'Agence Spatiale Française (Centre National d 'Études Spatiales CNES) et l'Agence Spatiale Israélienne (ISA), vont révolutionner la surveillance de l'environnement d' aujourd'hui avec le rendement de volumes inédits de données en termes de richesse spectrale, de revisite temporelle et de résolution spatiale. Venµs livrera des images dans 12 bandes spectrales de 412 à 910 nm, une répétitivité de 2 jours et une résolution spatiale de 10 m; les satellites jumeaux Sentinel-2 assureront une couverture dans 13 bandes spectrales de 443 à 2200 nm, avec une répétitivité de 5 jours, et des résolutions spatiales de 10 à 60m. La production efficace de cartes d'occupation des sols basée sur l'exploitation de tels volumes d'information pour grandes surfaces est un défi à la fois en termes de coûts de traitement mais aussi de variabilité des données. En général, les méthodes classiques font soit usage des approches surveillées (trop coûteux en termes de travaux manuels pour les grandes surfaces), ou soit ciblent des modèles locaux spécialisés pour des problématiques précises (ne s'appliquent pas à autres terrains ou applications), ou comprennent des modèles physiques complexes avec coûts de traitement rédhibitoires. Ces approches existantes actuelles sont donc inefficaces pour l'exploitation du nouveau type de données que les nouvelles missions fourniront, et un besoin se fait sentir pour la mise en œuvre de méthodes précises, rapides et peu supervisées qui permettent la généralisation à l'échelle de grandes zones avec des résolutions élevées. Afin de permettre l'exploitation des volumes de données précédemment décrits, l'objectif de ce travail est la conception et validation d'une approche entièrement automatique qui permet l'estimation de la couverture terrestre de grandes surfaces avec imagerie d'observation de la Terre de haute résolution spatiale, spectrale et temporelle, généralisable à des paysages différents, et offrant un temps de calcul opérationnel avec ensembles de données satellitaires simulés, en préparation des prochaines missions. Cette approche est basée sur l'intégration d'algorithmes de traitement de données, tels que les techniques d'apprentissage de modèles et de classification, et des connaissances liées à l'occupation des sols sur des questions écologiques et agricoles, telles que les variables avec un impact sur la croissance de la végétation ou les pratiques de production. Par exemple, la nouvelle introduction de température comme axe temporel pour un apprentissage des modèles ultérieurs intègre un facteur établi de la croissance de la végétation à des techniques d'apprentissage automatiques pour la caractérisation des paysages. Une attention particulière est accordée au traitement de différentes questions, telles que l'automatisation, les informations manquantes (déterminées par des passages satellitaires, des effets de réflexion des nuages, des ombres ou encore la présence de neige), l'apprentissage et les données de validation limitées, les échantillonnages temporels irréguliers (différent nombre d'images disponible pour chaque période et région, données inégalement réparties dans le temps), la variabilité des données, et enfin la possibilité de travailler avec différents ensembles de données et nomenclaturesThe new generation Earth observation missions such as Sentinel-2 (a twin-satellite initiative prepared by the European Space Agency, ESA, in the frame of the Copernicus programme, previously known as Global Monitoring for Environment and Security or GMES) and Venµs, jointly developed by the French Space Agency (Centre National d'Études Spatiales, CNES) and the Israeli Space Agency (ISA), will revolutionize present-day environmental monitoring with the yielding of unseen volumes of data in terms of spectral richness, temporal revisit and spatial resolution. Venµs will deliver images in 12 spectral bands from 412 to 910 nm, a repetitivity of 2 days, and a spatial resolution of 10 m; the twin Sentinel-2 satellites will provide coverage in 13 spectral bands from 443 to 2200 nm, with a repetitivity of 5 days, and spatial resolutions of 10 to 60m. The efficient production of land cover maps based on the exploitation of such volumes of information for large areas is challenging both in terms of processing costs and data variability. In general, conventional methods either make use of supervised approaches (too costly in terms of manual work for large areas), target specialised local models for precise problem areas (not applicable to other terrains or applications), or include complex physical models with inhibitory processing costs. These existent present-day approaches are thus inefficient for the exploitation of the new type of data that the new missions will provide, and a need arises for the implementation of accurate, fast and minimally supervised methods that allow for generalisation to large scale areas with high resolutions. In order to allow for the exploitation of the previously described volumes of data, the objective of this thesis is the conception, design, and validation of a fully automatic approach that allows the estimation of large-area land cover with high spatial, spectral and temporal resolution Earth observation imagery, being generalisable to different landscapes, and offering operational computation times with simulated satellite data sets, in preparation of the coming missions