Sondage de l'atmosphere par spectrométrie à Transformée de Fourier
J'ai personnellement réalisé un stage en binome avec Jean Marie Joffres ( enlever les tiraits anti spam de part et d'autres de @ ) qui a duré deux semaines dans une excellente ambiance et qui portait sur un theme qui nous plaisait fort bien .
1 ) Description du laboratoire
a ) Vibration-rotation des molécules
b ) Atmosphère
c ) Astrophysique et Physique moléculaire
d ) Instrumentation
2 ) Sujet du stage et organisation
a ) Sondage de l'atmosphere par spectrométrie
b ) Test à vide puis avec cuve de référence
c ) Détermination du profil du spectre mesuré par inversion des spectres observés
3 ) Travail réalisé
a ) Premiere phase : identification d'especes dans un spectrogramme
b ) Deuxieme phase : test au sol de l'appareil
c ) Troisieme phase : analyse et inversion de spectrogrammes expérimentaux
d ) Conclusions
4 ) Bilan personnel et conclusion
1 ) Description du laboratoire
Le LPMA ( Laboratoire de Physique Moléculaire et Applications ) est un laboratoire de recherche dépendant du CNRS et de l'Université Pierre et Marie Curie ( Paris 6 ) .
Le budget annuel du laboratoire est de 100 000 euros dont 40 000 euros ( 40% de la somme ) proviennent du Ministère de l'Eduation Nationale via l'Université Pierre et Marie Curie ( Paris 6 ) et 60 000 euros ( 60% de la somme ) proviennent du CNRS .
30 personnes travaillent dans le laboratoire dont 4 pour le CNRS et 12 sont enseignants chercheurs : toutes sont théoriciennes ou expérimentatrices .Des posts docs sont aussi présents dans le laboratoire et sont financés par des contrats européens .
Ces personnes sont ensuite réparties en cinq équipes ( les trois premières équipes effectuent des manipulations ) :
a ) Vibration-rotation des molécules
L'équipe est composée de Claude CAMY-PERRET ( Directeur de recherche au CNRS ), Victor DANA ( Professeur à l'Université Paris 6 ), Jean-Yves MANDIN ( Chargé de recherche au CNRS ) et Jean-Luc TEFFO ( Maître de conférences à l'Université Paris 6 ) .La manipulation consiste en la spectroscopie de vibration-rotation des molécules en phase gazeuse .A partir de l'analyse des spectres, le but de la manipulation est d'aboutir à une connaissance plus précise des caractéristiques fondamentales molécules étudiées puis à alimenter une banque de données spectroscopiques ( HITRAN logiciel que nous avons utilisé ) pour les applications atmosphériques .
L'équipe comprend Claude CAMY-PERRET ( Directeur de recherche au CNRS ), Sébastien PAYAN ( Maitre de conférences à l'Université Paris 6 ), Yao TE ( Maitre de conférence à l'Université Paris6 ), Pascal JESESCK ( Ingénieur de recherche ), Isabelle PEPIN ( Ingénieur d'études ), Gaëlle DUFOUR ( Thèse BDI / Monitorat ), Masime EREMENKO ( Thèse en cotutelle ), Victor FERREIRA ( Thèse BDI CNES NOVELTIS à qui nous adressons toutes nos félicitons pour l'obtention de celle-ci ;) ) .L'équipe s'intéresse à la mesure de la distribution des espèces moléculaires atmosphériques par des techniques spectroscopiques ( principalement dans l'infrarouge ) à partir du sol, à partir de ballons stratosphériques ou depuis l'espace ( satellites d'observations de la Terre ) .
c ) Astrophysique et Physique moléculaire
L'équipe est composée de Luc ABOUAF ( Professeur à l'Université Paris 6 ), Xavier MICHAUT ( Maître de conférence à l'Université Paris 6 ), Anne-Marie VASSEROT ( Maître de conférence à l'Université Paris 6 ), Béatrice GAUTIER-ROY ( Chercheur bénévole ) .L'équipe s'intéresse à l'analyse et l'analyse des émissions infrarouges de 13CO2
En parallèle, une autre équipe comprenant Louise SCHRIVER-MAZZUOLI ( Professeur à l'Université Paris13 ), André SCHRIVER ( Maitre de conférences hors classe à l'Université Paris6 ) et Jean-Maurice COANGA ( thésitif ) établit notamment une étude de l'Ozone et du dioxyde de souffre en utilisant des produits exotiques ( dangereux ) .Des notions de Chimie sont abordées dans cette équipe .
Composée d'Alain VALENTIN ( Directeur de recherche au CNRS ), Claude CAMY-PERRET ( Directeur de recherche au CNRS ), Christian CLAVEAU ( Maitre de conférences à l'Université Paris 6 ) et Michelle DELPLANQUE ( Ingénieur de recherche au CNRS ), l'équipe a pour but d'analyser des grands domaines spectraux et d'analyser le profil des raies respectivement via un spectromètre de FOURIER et un spectromètre à diode laser .A ce propos, si de l'extérieur, la lumière est allumée, c'est qu'il y a la présence d'un laser YAG dangereux et qu'il faut par conséquent mettre des lunettes .
L'équipe emmenée par Françoise MENARD effectue une étude des transferts d'énergie de vibration et de rotation qui se produisent dans les gaz au cours des collisions moléculaires ; il s'agit de s'intéresser à la relaxation de l'Ozone ( haute atmosphère ) et aux caractéristiques des molécules du méthane .
Mis à part les équipes, n'oublions pas les ateliers : soudure ( gros du matériel est au Brésil ), mécanique, électronique, imagerie, soufflage de verre ( que nous avons trouvé très amusant ) .
2 ) Sujet du stage et organisation
Sondage de l'atmosphère par spectrométrie à transformée de Fourier .
Il s'agit du sondage de l'atmosphère terrestre par sondage à distance utilisant un spectromètre de Fourier .
L'instrument est configuré d'une manière qui fait que nous pouvons sonder la basse atmosphère ( 11km ; pour l'étude de l'effet de serre et de la pollution ) et de l'atmosphère moyenne ( 25km ; étude de la couche d'Ozone ) .
Le stage est découpé en trois parties :
a ) Sondage de l'atmosphere par spectrométrie : détecter la présence de certaines espèces dans l'atmosphère .
b ) Test à vide puis avec cuve de référence : calculer la fonction d'appareil .
c ) Détermination du profil du spectre mesuré par inversion des spectres observés : mesures permettant de définir des colonnes de hauteur aboutissant à un sondage d'une couche .
Pour nous aider à utiliser les différents spectres, nous avons à notre disposition deux thèses :
-Thèse de doctorat de l'Université Paris VII : Interférométrie de Fourier, sous ballon stratosphérique, en vue de la mesure à distance par spectroscopie infrarouge en absorption et à haute résolution spectrale, des constituants minoritaires de l'atmosphère terrestre .Thèse réalisée par Pascal JESECK dans la spécialité Optique le 30 Septembre 1996 .
-Thèse de doctorat de l'Université Paris VI : Restitution de profils verticaux de concentration des constituants minoritaires de la stratosphère à partir de spectres infrarouges à haute résolution enregistrés sous ballon . Thèse réalisée par Sébastien PAYAN dans la spécialité Physique moléculaire et applications le 4 Avril 1996 .
a ) Sondage de l'atmosphere par spectrométrie
2 corps noir sont embarqués dans une sonde IASI-02 ( Infrared Atmospheric Sounding Interferometer ) qui, elle même, se trouve au sein de la nacelle LPMA qui enveloppe un ballon :
-un corps chaud ( 50°C ) .
-un corps froid ( -30°C ) .
Ces corps noir favorisent une calibration radiométrique qui permet d'avoir des spectres terrestres corrects .
L'interferomètre de Micchelson est inséré sous la nacelle du ballon : l'interferomètre à Transformée de Fourier est capable d'enregistrer le rayonnement émis par la Terre et donc de couvrir l'ensemble des données 24 heures sur 24 : il permet d'échantilloner dans le domaine spectral qui nous intéresse .
La marge de l'interferomètre est de 3 pixels ce qui fait que le nombre de spectres enregistrés est de 90 soit un enregistrement toutes les 8 secondes .
Deux détecteurs INSB et EMCTP accompagnent l'interferomètre de Michelson dans le but d'agrandir le domaine .
Un héliostat est aussi présent au sein de l'interferomètre de Micchelson pour capter le rayonnement global avec environ 32 min d'angle .
Lors de l'ascension du ballon, il faut s'assurer que la température à l'intérieur de la nacelle reste bien entre 30 et 35°C pour éviter d'importes déformations dans le but d'étudier correctement la variation du nombre de molécules, de leurs concentrations et de leur taille .
Or, si le soleil se situe trop bas, nous perdons une partie des données relevées par la sonde et donc des informations capitales ; du coup, il faut déterminer le barycentre et la ligne de visée en fonction de la température de la couche et du rayonnement qui est moins important .
La résolution de l'instrument déplacé grâce au ballon s'exprime en cm-1 tout comme la résolution du corps noir ; la sonde qui se trouve au sein du ballon permet de décrire l'altitude du ballon et l'altitude au niveau du sol, ce qui permet de déterminer les spectres des espèces présentes à chaque altitude .
Seulement voilà, les spectres se dégradent à cause de la résolution de la sonde IASI/Metop ; pour effectuer une simulation de spectres, il faut donc établir une minimisation par la méthode des moindres carrés .
Un spectromètre à réseau permet de déterminer la hauteur des nuages :
-un pic chaud correspond à un lac .
-un pic froid correspond à un nuage .
Via un laser, le spectromètre établit un domaine qui nous est bien utile ( 720-820 nm ) avec une résolution de 0,1 mm et un champ de vue de 0,57° ( 300m au sol ) ; pour avoir de bonnes mesures, il est important que le détecteur soit stabilisé en température entre 0°C et 10°C grâce à l'effet PELTIER .
Lorsque le ballon atteint une hauteur qui fait que la pesanteur est 5 fois plus importante ( 5G ), il n'y a alors plus de mesures possibles et le ballon finit par éclater .
2 vols sont effectués par an : tout dépend des besoins des scientifiques : un premier vol en journée et un deuxième vol la nuit . Le cout d'un vol est de 250 000 euros ; à ce prix, il est possible d'étudier les hautes couches de la stratosphère .
Les sites de lancement sont les suivants :
-Gap ( Hautes Alpes 05 ) .
-Ers sur Adour ( Pyrénées ) .
-Nord de la Suède ( proche du cercle polaire ) .
-Brésil .
-Russie .
-Espagne ( OCDE ) .
b ) Test à vide puis avec cuve de référence
Le sondage effectué, nous devons calibrer les spectres pour effectuer une simulation de spectres à vide ( sans la présence d'espèces ) puis avec une cuve de référence .
Les spectres calibrés renferment deux bandes correspondant aux différentes espèces .
L'étude des spectres peut commencer le tout à une température de surface ; température de surface qui permet de déterminer la fonction de Plank .
Des échanges thermiques ont lieu lors de l'ascension du ballon : les connaissances du transfert radiatif aboutissent à l'établissement d'une équation du transfert radiatif en émission lors d'une visée au nadir .
Nous faisons donc intervenir la fonction de poids ( notée F(x,b) : sa dérivée correspond à une sensibilité idéale pour repérer les espèces dans un domaine précis ; une dérivée d'intensité faible correspond à une faible sensibilité .Aux basses altitudes, difficile d'avoir une sensibilité : la fonction d'appareil ( notée Fapp ) est indispensable .
La fonction d'appareil évolue en fonction des conditions thermiques auxquelles l'instrument est soumis .Si ces conditions changent au cours de la mesure, comme dans le cas de l'enregistrement sous ballon, il est nécessaire de la modéliser telle que :
Fapp(s)=f1(s) + f2(s -d)
s : nombre d'onde .
f1(s) : fonction avant la normalisation à 1 .
d : différence de marche .
avec f1(s)=[a1*sin(2psd1)]/2psd1={[a1*sin(2psd1)]/2psd1}exp(-m1(s-1/(2d1))
avec s>0 ou s=0et s<1/(2d1) ou s=1/(2d1)
a1 : amplitude relative du sinus cardinal .
m1 : masse de l'espèce .
Lors du test à cuve ( cellule à gaz, en particulier l'OCs ), le rapport largeur de Lorentz / largeur de Doppler doit être inférieur ou égal à 10% pour avoir de bonnes mesures et donc pour voir les effets de la cuve sur les spectres .
c ) Détermination du profil du spectre mesuré par inversion des spectres observés
Les spectres n'ont pas d'unité ( voire début du sondage de l'atmosphère par spectrométrie ci-dessous ), sont issus de mesures relatives mais éprouvent le besoin d'être ajuster ; l'ajustement se fait par la fonction de poids via l'équation de la droite :
y = F(x,b) + e .
Dans l'atmosphère, les réactions nucléaires font que les molécules se cassent souvent et les noyaux présents à l'intérieur des atomes aussi : il y a fission ( noyau lourd se scinde sous l'impact d'un neutron pour former deux noyaux moyens ) .
Nous pouvons donc déterminer le nombre de degrés de liberté de certaines espèces :
-Pour l'Ozone ( O3), nous aurons 3.18 dans le domaine 950-1100 cm-1
-Pour le N2O, nous aurons 1.45 dans le domaine 1140-1200 cm-1 .
Si le degré de liberté est strictement supérieur à 2, alors il y a inversion de profil : c'est le cas pour l'ozone .
D'où la nécessité d'effectuer une restitution d'un profil vertical ou d'une colonne verticale nécessaire pour le profil que nous voulons déterminer .
Le traitement des spectres peut alors se faire en fonction du résidu en gradient et du résidu en température ( l'idéal serait qu'il soit est strictement inférieur à 2K ) .
Le travail réalisé portait sur l'analyse, l'interprétation et la modélisation de spectrogrammes mesurés lors des vols expérimentaux décrits précédemment, dans le but d'évaluer la composition de l'atmosphère terrestre (troposphère et stratosphère).
Ces spectrogrammes sont des courbes représentant en abscisse le nombre d'onde (inverse de la longueur d'onde) exprimé en cm-1 ; et en ordonnée, une valeur correspondant à l'intensité du signal capté, exprimée dans une unité arbitraire. Ils présentent des raies, c'est à dire des variations d'intensité relativement localisés et plus ou moins remarquables. Comme nous avons exclusivement travaillé sur des spectres d'absorption, les raies sont donc des baisses d'intensité du signal. C'est l'étude quantitative et qualitative de ces raies qui permet d'évaluer la composition de l'atmosphère terrestre.
Il faut noter que dans le cas d'une mesure "idéale", on observerait des pics parfait de largeur nulle. En réalité, plusieurs effets modifient le profil des raies :
• l'élargissement collisionnel, dû aux chocs entre les molécules, et donc lié à la pression du gaz. L'énergie échangée lors de ces chocs modifie les niveau d'énergie des molécules et provoquent des décalages de la position des raies théoriques. Ceci aboutit à un profil de raie lorentzien.
• l'effet Doppler, dû au mouvement des molécules, et donc lié à la température du gaz. Il entraîne un profil de raie gaussien.
Ces deux effets conjugués conduisent à un profil de Voigt, c'est à dire la convolution d'une lorentzienne et d'une gaussienne.
De plus, les détecteurs de l'instrument ont une courbe de réponse particulière, dite fonction d'instrument. Il s'agit idéalement d'un sinus cardinal, mais en réalité il est déformé, et peut être notamment dissymétrique. Bien que l'instrument possède deux détecteurs avec donc chacun leur fonction d'appareil, nous n'avons travaillé qu'avec une seule fonction d'appareil pour les deux.
Tous ces effets parasites conduisent donc à l'observation de profils de Voigt multipliés par la fonction d'appareil. C'est leur interprétation qui nous permettra d'évaluer la composition qualitative puis quantitative de l'atmosphère.
a ) Premiere phase : identification d'especes dans un spectrogramme
Nous avons étudié trois intervalles d'un spectrogramme expérimental. Il s'agissait d'y retrouver la signature spectrale de différentes espèces. Cette signature est caractérisée par des mesures précises des spectres d'absorption des différentes espèces, en laboratoire. Pour chaque espèce, la position et l'intensité de chaque raie d'absorption de tous les isotopes est consignée dans une base de données. Il en existe plusieurs, nous avons pour notre part utilisé la base de donnée HITRAN.
A l'aide d'un programme permettant de représenter graphiquement les raies d'une ou plusieurs espèces, nous avons pu, par identification, montrer que les raies du spectrogramme correspondait bien à des raies référencées dans les bases de données. Il était pour cela nécessaire de savoir avec précision la position des raies observées, afin d'être bien certain qu'elles n'étaient dues qu'à une seule espèce. Dans certains cas, nous avons pu constater des chevauchements, mais dans l'ensemble la position de chaque raie correspondait à une valeur unique dans les bases de données, et ce malgré la précision forcément limitée des mesures effectuées dans des conditions difficiles.
Il est important de souligner que, dans cette phase, l'interprétation des résultats est purement qualitative, et nous ne pouvons pas tirer de conclusions quand à la quantité présente de chacun des constituants.
Voici les résultats obtenus pour les trois intervalles considérés :
• De 1240 à 1244 cm-1 : Présence de raies caractéristiques de méthane (CH4), de dioxyde de carbone (CO2), et de protoxyde d'azote (N2O).
• De 1292 à 1293 cm-1 : Présence de raies caractéristiques de méthane (CH4), de dioxyde de carbone (CO2), de protoxyde d'azote (N2O), et d'acide nitrique (HNO3). Dans le cas de cette dernière espèce, les raies caractéristiques dans cet intervalle constituent des groupes de raies très rapprochées, et compte tenu de la résolution moins bonne de l'appareil, ces groupes apparaissent sur les spectrogrammes comme une seule raie particulièrement large.
• De 2914,4 à 2915,2 cm-1 : Présence de raies caractéristiques de méthane (CH4), et de protoxyde d'azote (N2O).
Cette première phase nous a donc permis de nous familiariser à l'identification d'espèces à partir des spectrogrammes.
b ) Deuxieme phase : test au sol de l'appareil
Il s'agit de l'étude de spectrogrammes obtenus au sol, en utilisant une lampe comme source lumineuse, et permettant essentiellement de vérifier la bonne calibration du spectromètre avant le départ du vol.
Un premier spectrogramme est obtenu à partir de l'observation de la source lumineuse à une distance de quelques mètres. Avant de pénétrer dans l'instrument, la lumière parcourt donc un trajet de quelques mètres dans l'atmosphère au sol. On observe donc sur le spectrogramme des raies caractéristiques. Cependant cette fois-ci, le spectrogramme couvre la totalité du domaine spectral observable par l'instrument, ce qui ne permet pas une analyse aussi précise que précédemment. Les raies observées correspondent à de la vapeur d'eau, et leurs positions sont relativement proche de celles des bases de données. Seule l'eau est clairement visible, car ses pics d'absorption sont plus intenses que les autres espèces, mais une analyse plus "fine" aurait permis d'identifier d'autres espèces. Ce n'est pas ici le but recherché.
Un deuxième spectrogramme est ensuite obtenu à partir de l'observation de la même source lumineuse dans les mêmes conditions, mais cette fois-ci en plaçant sur le trajet de la lumière une cuve remplie de gaz OCS à basse pression pour minimiser l'élargement collisionnel des raies. L'analyse du spectre permet ainsi une meilleure calibration de l'instrument, les raies d'OCS y apparaissant toutes très nettement. Les plus intenses, situées au début du spectre, provoquent même la saturation des détecteurs, mais les raies moins intenses permettent l'analyse. D'une part on peut vérifier que leur position correspond bien à la base de données et donc que l'instrument est correctement réglé. D'autre part, en considérant une seule raie bien isolée afin d'éviter tout chevauchement, on peut obtenir la résolution de l'appareil. En effet, on observe ainsi le profil de la fonction d'appareil, et en mesurant la largeur à mi-hauteur du profil, on obtient une valeur estimée de la résolution de l'instrument. Nous avons mesuré une résolution de 0,0130 cm-1, à 0,0001 cm-1 près.
Par ailleurs, on note sur ce spectrogramme la présence d'autres espèces : eau et monoxyde de carbone. Si l'eau provient à nouveau du trajet lumineux dans l'atmosphère, plus court que dans la mesure sans cuve mais suffisant pour être observable, la présence de CO a une autre origine. Elle provient de réactions chimiques de dissociation de l'OCS à l'intérieur de la cuve.
c ) Troisieme phase : analyse et inversion de spectrogrammes expérimentaux
Nous avions dans cette phase à notre disposition toutes les mesures effectuées lors d'un vol du ballon : environ 200 mesures pour lesquelles nous connaissions tous les paramètres tels que l'heure, la position du ballon, son altitude, la position du soleil, l'altitude de l'atmosphère effectivement mesurée... Nous avons travaillé sur deux mesures lors de la montée du ballon : l'une (043) à environ 11km d'altitude, l'autre (100) à environ 25km.
Chacune de ces mesures consistait en un spectrogramme partiel, où ne figurait que les données correspondant à neuf "fenêtres", intervalles spectraux dans lesquels la théorie prévoit la présence de raies caractéristiques des espèces que l'on s'attend à trouver. Cette limitation des donnée permet de minimiser les temps de calcul.
Le travail consistait à réaliser l'inversion des spectres, c'est à dire à obtenir une simulation de spectrogramme qui se rapproche le plus possible de l'observation. D'où le nom d' "inversion" : au lieu de partir de l'analyse des spectres observés pour en tirer des valeurs de concentration, on effectue l'opération inverse, en simulant des spectres à partir de valeurs de concentrations que nous fixons nous-mêmes.
Pour cela nous disposions d'un programme réalisé par l'équipe de recherche "atmosphère" du laboratoire. Ce programme utilise de nombreux paramètres : caractéristiques de la fonction d'appareil, "fond continu" de chaque fenêtre (c'est à dire approximation polynomiale de la courbe sans aucune espèce présente), et bien sûr la concentration des différentes espèces ciblées.
Dans un premier temps nous avons utilisé ce programme en calcul direct, c'est à dire que nous avons modifié manuellement les paramètres, puis le programme a calculé le spectrogramme généré à partir de ces paramètres. Nous avons ainsi, en modifiant les paramètres, nous rendre compte de l'influence de chacun sur l'allure du spectrogramme simulé. Après plusieurs tentatives nous avons pu ainsi obtenir des valeurs approchées des concentrations des espèces.
Dans un deuxième temps nous avons cette fois utilisé le programme en inversion, c'est à dire qu'il se chargeait lui-même de faire varier les paramètres pour approcher au mieux l'observation, par itérations successives. Nous avons ainsi obtenu des spectrogrammes simulés particulièrement proches de ceux observés, et donc des valeurs de concentration des espèces correspondantes.
Ces valeurs de concentration sont valables sur la "colonne" de l'atmosphère effectivement visée : l'altitude sondée varie un peu au cours du temps que dure la mesure (environ une minute). Chaque mesure expérimentale renseigne donc sur la concentration dans une colonne d'altitude donnée. C'est en considérant la totalité des mesures que l'on peut additionner ces colonnes afin d'obtenir le profil vertical de chaque espèce. Comme le vol procède à deux étapes distinctes (mesure en montée, puis mesure au limbe), on obtient en réalité un profil pour chacune de ces deux étapes. La composition de l'atmosphère variant au moment du coucher (ou du lever) du soleil, ceci permet aussi d'obtenir des renseignements sur la variation des espèces durant ces phénomènes.
Les calculs consécutifs aux observations représentent un travail lourd, l'analyse des données d'un seul vol prend environ un mois à l'équipe de recherche ! C'est pourquoi, à l'issue de notre travail, nous ne pouvons aboutir à des profils d'espèces. Mais nous avons pu néanmoins nous familiariser avec les méthode utilisées et obtenir des résultats partiels.
4 ) Bilan personnel et conclusion
Je souhaite apporter mes remerciements à l'ensemble du personnel du LPMA en particulier à mes responsables Sébastien PAYAN et surtout Yao TE qui nous a encadré pendant le stage .
Quant au stage en lui-même, le sujet convenait parfaitement à mes attentes vu que je suis passionné par tout ce qui est en rapport avec les phénomènes atmosphériques ; le fait d'étudier l'atmosphère via un sondage à l'aide d'un spectromètre me permettait de voir comment sont réparties les différentes molécules et surtout pourquoi elles sont réparties de cette manière .
L'idée de faire de la recherche sur ces différentes m'attirait alors ; la visite des différentes manipulations m'a permis de voir comment travaillent les chercheurs et les difficultés principales rencontrées : j'ai pu ainsi me mettre dans la peau d'un chercheur pendant deux semaines .
Une organisation était forcément nécessaire car il n'est pas possible de s'improviser chercheur : j'arrivais le matin et je devais allumer directement l'ordinateur pour retrouver les espèces présentes dans l'atmosphère via des logiciels et surtout en tirer des conclusions ; auparavant, des rappels de cours avec des nouveautés pour moi comme la fonction d'appareil ou la fonction poids devaient me montrer par quoi je devais commencer et surtout de quoi je parlais .
Des rappels de cours étaient formidablement détaillés dans la thèse de Sébastien PAYAN et dans la thèse de Pascal JESECK : ils m'ont tout simplement enchanté de voir le travail réalisé m'ont ouvert de nombreuses perspectives, ce qui est le but recherché d'une thèse .
A l'aide de ces thèses et des explications de Yao TE, il a fallu que je trouve le matériel obligatoire pour travailler : la découverte du logiciel HITRAN pour effectuer de nombreux calculs dans le but d'ajuster les courbes des spectres représentés sous formes de graphiques ; du coup, j'ai pu voir ( fonction d'appareil, fonction de Voigt ) ou revoir ( Méthode des moindres carrés ) de nombreuses notions en Mathématiques .
Au logiciel HITRAN, il fallait rajouter bien sûr les données enregistrées par le ballon lors de l'ascension de ce dernier : ayant déjà assisté à un lancé de ballon dans un Centre Météorologique Départemental de Météo France, je savais à quoi m'attendre dans la préparation du ballon comprenant quelques instruments fragiles ; la différence principale est qu'il s'avère qu'il faut un terrain favorable à l'exploration des données et en particulier un endroit peu ou pas urbanisé, ce qui fait que j'ai envie d'assister à la préparation et au lancement de ce type de ballon .
Ce qui m'a impressionné, ce sont toutes les données générées par le ballon lors de l'ascension de ce dernier : je n'imaginais pas autant de paramètres à prendre en compte !D'un autre côté, le mouvement de la Terre par rapport au soleil fait que le nombre de paramètres augmente plus que nous le pensons et peut-être dans l'avenir, il faudra tenir compte d'autres paramètres .
Venait ensuite l'analyse des données et surtout la manipulation de ces données qui a été un véritable plaisir tout en découvrant le codage ASCII .
Conclusion :
Le stage m'a ouvert de nombreuses perspectives cependant mais je n'essaierai pas de "courir après plusieurs lièvres à la fois sous peine d'en attraper aucun" .
J'envisage personnellement d'essayer d'étudier les différents écoulements de l'air dans l'atmosphère avec un interferomètre de Micchelson pour connaître les formations de certains phénomènes atmosphériques comme les turbulences, les mouvements verticaux, les mouvements horizontaux : les différents états des différentes molécules ainsi que la nature des molécules m'aideraient à expliquer l'évolution des particules d'eau tout en tenant compte de nombreux paramètres comme la pression atmosphérique et la température du point d'état .
Par l'étude de ces différents écoulement de l'air, je ferais une sélection de l'écoulement de l'air qui m'intéressera le plus pour mon futur métier qui s'orienterait toujours vers la recherche en tant qu'ingénieur si j'en ai l'opportunité !
Un grand merci à Victor Ferreira qui m'a montré un aperçu de ce qui m'attend si je prépare une thèse .