Dans le cadre de ce mémoire nous nous sommes intéressés au champ de gravité martien. Nous avons utilisé les données du géopotentiel afin de tenter de définir l'ellipsoïde de référence donnant la meilleure approximation de la forme géométrique de la planète. Ensuite, nous avons voulu tester quantitativement si les formes géomorphologiques observées dans l'hémisphère nord, qui suggèrent la présence d'un paléo-océan sur Mars, sont cohérentes avec les conditions géophysiques qui définissent les lignes de rivage observées sur Terre. Supposant que la forme de l'ellipsoïde de référence martien a varié au cours du temps, nous avons testé si les formes géomorphologiques possiblement modelées par un fluide ont enregistré cette déformation. Nous avons aussi calculé et illustré les neuf composantes du tenseur des dérivées secondes du potentiel de gravité afin de déterminer s'il serait pertinent d'envoyer d'un gradiomètre en orbite autour de Mars lors d'une future mission de l'Agence Spatiale Européenne (ESA). Les données du géopotentiel utilisées pour ces calculs ont été obtenues au cours des missions spatiales dirigées par la NASA depuis les années 70. Ces données sont sous forme de coefficients du développement en harmoniques sphériques du potentiel de gravité et sont disponibles sur le site web de MOLA. Suite au traitement des données nous avons montré qu'un ellipsoïde de référence triaxial représenterait mieux la forme de Mars que l'ellipsoïde biaxial actuel. Ensuite, nous avons conclu qu'un seul des linéaments identifiés comme paléo-lignes de rivage en a les caractéristiques physiques. Nous suggérons donc la possibilité d'au moins un paléo-océan sur Mars, durant le premier milliard d'années suivant sa formation. Cependant, la variation du géopotentiel le long de ce même linéament, suggère que la forme de l'ellipsoïde de référence a changé après la disparition de l'océan. D'autre part, nos calculs des neuf composantes du tenseur des dérivées secondes du géopotentiel nous permettent de conclure que la sensibilité des gradiomètres n'est pas encore suffisante pour fournir une plus grande résolution du champ de potentiel de gravité que les données actuellement acquises par effet Doppler.

L'exploration planétaire utilise des robots à roues depuis plusieurs années maintenant. Cependant, même si elles ont du succès, ces missions spatiales sont limitées à des terrains relativement plats et sédimentaires. Les zones explorées sont très intéressantes, mais elles le sont moins au point de vue de la recherche de traces potentielles de vie lorsqu'elles sont comparées à certains endroits plus risqués. Il est entendu que les agences spatiales ne peuvent prendre le risque d'envoyer des véhicules au coût important dans ces zones à la géologie peu commune. C'est pourquoi l'exploration spatiale évoluera peut-être vers l'utilisation de petits robots à faible coût assez agiles pour explorer ces terrains riches en informations géologiques. La recherche de vie sur Mars pour expliquer notre existence fait rêver. Les contraintes de cette mission sont cependant nombreuses puisque la planète n'est pas très hospitalière. Après avoir examiné plusieurs options, le Laboratoire de robotique de l'Université Laval a développé un petit robot marcheur inspiré des insectes. Ce mémoire décrit les étapes de design que la plateforme tout-terrain a franchies, soient l'analyse, la conception, la fabrication et l'expérimentation. Le système a traversé ce processus rigoureux avec succès, mais a toujours besoin d'améliorations. C'est là tout l'intérêt du projet, envoyer un robot parfaitement fonctionnel et autonome sur Mars pour parcourir aisément cette planète qui a tant de secrets à découvrir.

Une méthode de détection des nuages et des poussières dans l'atmosphère depuis le sol par spectrométrie uv-visible du ciel au zénith est proposée. Elle repose sur l'étude de la variation de la couleur du ciel au crépuscule. La méthode est appliquée à la détection des nuages stratosphériques polaires observés durant la campagne Cheops III (Chemistry of ozone in the polar stratosphere) en 1990 en scandinavie. Un modèle de transfert radiatif en diffusion simple a été développé pour l'interprétation des observations. la méthode est ensuite appliquée à la définition d'un capteur optique destiné à la détection des tempêtes de poussière et de nuages dans l'atmosphère de Mars à partir de stations au sol, lors de la mission franco-russe Mars 94

Par leur effet radiatif, les poussières atmosphériques et les nuages de glace d'eau jouent un rôle essentiel dans le climat de la planète Mars. Un module améliorant le calcul de l'extinction par les aérosols est implémenté dans le Modèle de Climat Global (GCM) martien du LMD, et permet de prendre en compte au cours de la simulation les variations 3D des propriétés radiatives des particules en fonction de leur évolution en taille. Le modèle est d'abord utilisé pour revisiter l'impact radiatif de la poussière atmosphérique. De nouvelles propriétés des poussières sont utilisées et couplées à un schéma de transport guidé par les opacités observées. Pour la première fois, les températures simulées sont en accord avec les observations sans que l'on ait besoin d'ajuster artificiellement l'opacité des poussières. Ce cycle des poussières est ensuite couplé au cycle de l'eau, et l'effet radiatif des nuages est ajouté. Pour mieux contraindre ces travaux, l'évolution diurne des nuages est d'abord cartographiée grâce au spectromètre imageur OMEGA, puis la taille des cristaux et l'opacité des nuages sont mesurées. Le cycle de l'eau du GCM est ensuite ajusté à ces observations, et l'effet radiatif des nuages est analysé. Un assèchement global du cycle de l'eau est observé, tandis que les derniers biais de température significatifs disparaissent. Le grand rôle joué par les poussières lors des changements climatiques récents est enfin mis en évidence dans un scénario expliquant l'origine des glaciations des moyennes latitudes Nord. La répartition longitudinale des dépôts est expliquée, et la sensibilité de la glaciation aux paramètres orbitaux et à l'inertie thermique de la glace est étudiée.

A numerical model for inductive plasma wind tunnels is developed. This model provides the flow conditions at the edge of a boundary layer in front of a thermal protection material placed in the plasma jet stream at the outlet of an inductive torch. The governing equations for the hydrodynamic field are derided from the kinetic theory. The electromagnetic field is deduced from the Maxwell equations. The transport properties of partially ionized and unmagnetized plasma in weak thermal nonequilibrium are derived from the Boltzmann equation. A kinetic data base of transport collision integrals is given for the Martian atmosphere. Multicomponent transport algorithms based upon Krylov subspaces are compared to mixture rules in terms of accuracy and computational cost. The composition and thermodynamic properties in local thermodynamic<p>equilibrium are computed from the semi-classical statistical mechanics.<p>The electromagnetic and hydrodynamic fields of an inductive wind tunnel is presented. A total pressure measurement technique is thoroughly investigated by means of numerical simulations.<p> / Doctorat en sciences appliquées / info:eu-repo/semantics/nonPublished