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21 octobre 2019

[stage ONERA] Développement et validation d’un algorithme de traitement du signal lidar


Catégorie : Stagiaire


Contact : david-tomline.michel@onera.fr

La technologie des lidars vent permet de réaliser la mesure de vitesse de vent à distance résolue spatialement. L’amélioration de la résolution spatiale de la mesure de champs de vitesse de vent est importante pour de nombreuses thématiques: météorologie, turbulences atmosphériques diffusion de polluants en ville, cisaillements de vent et vortex dans les aéroports, drones et dirigeables, optimisation du rendement des éoliennes. Un lidar vent résolu en distance consiste généralement à utiliser une source laser impulsionnelle et à mesurer les impulsions rétrodiffusées par les particules de l’atmosphère, la distance des diffuseurs étant évaluée à partir de la durée mise par l’impulsion rétrodiffusées pour arriver sur le détecteur. La mesure de vitesse se fait par détection hétérodyne permettant de déterminer le décalage spectral du signal rétrodiffusé dû à l’effet Doppler. Cependant, le processus de diffusion étant continu le long de l’axe laser, il est difficile de distinguer les impulsions rétrodiffusées et des méthodes de traitement du signal doivent être appliquées.

Ce stage s’inscrit dans un objectif d’amélioration de la résolution spatiale des lidars vent. Une première étape du stage sera le développement d’une nouvelle méthode de traitement du signal adaptée au signal hétérodyne lidar proposée par les encadrants, et fondée sur une description parcimonieuse des inconnues du problème (profil de vitesses de vent et profil des amplitudes de rétrodiffusion). Cet algorithme sera aussi testé sur des impulsions de différentes durées : impulsion courte optimisant la résolution spatiale et impulsion longue optimisant la résolution en vitesse de vent. Ces algorithmes seront d’abord validés avec des mesures lidar simulées. Le temps de calcul sera évalué afin de déterminer si le traitement en temps réel est envisageable. Des données seront ensuite recueillies avec un lidar de l’ONERA et l’algorithme sera testé sur ces données expérimentales.

 

 

Méthodes à mettre en oeuvre : recherche appliquée, recherche expérimentale

Possibilité de prolongation en thèse : oui

Durée du stage : Minimum : 4 mois, Maximum : 5 mois

 

Profil du stagiaire :

Connaissances et niveau requis : Traitement du signal, laser

Ecoles ou établissements souhaités : Master 2 optique ou astronomie ou signal/image ou 3ème année d’Ecole d’Ingénieur

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