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Exploration d'architectures génériques sur FPGA pour des algorithmes d'imagerie multispectraleTan, Junyan 12 June 2012 (has links) (PDF)
Les architectures multiprocesseur sur puce (MPSoC) basées sur les réseaux sur puce (NoC) constituent une des solutions les plus appropriées pour les applications embarquées temps réel de traitement du signal et de l'image. De part l'augmentation constante de la complexité de ces algorithmes et du type et de la taille des données manipulées, des architectures MPSoC sont nécessaires pour répondre aux contraintes de performance et de portabilité. Mais l'exploration de l'espace de conception de telles architectures devient très coûteuse en temps. En effet, il faut définir principalement le type et le nombre des coeurs de calcul, l'architecture mémoire et le réseau de communication entre tous ces composants. La validation par simulation de haut niveau manque de précision, et la simulation de bas niveau est inadaptée au vu de la taille de l'architecture. L'émulation sur FPGA devient donc inévitable. Dans le domaine de l'image, l'imagerie spectrale est de plus en plus utilisée car elle permet de multiplier les intervalles spectraux, améliorant la définition de la lumière d'une scène pour permettre un accès à des caractéristiques non visibles à l'oeil nu. De nombreux paramètres modifient les caractéristiques de l'algorithme, ce qui influence l'architecture finale. L'objectif de cette thèse est de proposer une méthode pour dimensionner au plus juste l'architecture matérielle et logicielle d'une application d'imagerie multispectrale. La première étape est le dimensionnement du NoC en fonction du trafic sur le réseau. Le développement automatique d'une plateforme d'émulation sur mono ou multi FPGA facilite cette étape et détermine le positionnement des composants de calcul. Ensuite, le dimensionnement des composants de calcul et leurs fonctionnalités sont validés à l'aide de plateformes de simulation existantes, avant la génération du modèle synthétisable sur FPGA. Le flot de conception est ouvert dans le sens qu'il accepte différents NoC à condition d'avoir le modèle source HDL de ce composant. De nombreux résultats mettent en avant les paramètres importants qui ont une influence sur les performances des architectures et du NoC en particulier. Plusieurs solutions sont décrites, commentées et critiquées. Ces travaux nous permettent de poser les premiers jalons d'une plateforme d'émulation complète MPSoC à base de NoC
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Analyse spectrale et surveillance des réseaux maillés de retour de courant pour l'aéronautique / Spectral analysis and monitoring of meshed current return path networks in aeronauticsGoddet, Étienne 14 December 2017 (has links)
Depuis plusieurs années, l’aéronautique est confrontée à une mutation majeure due à l’émergence des matériaux composites. Ce changement, justifié par les excellentes propriétés mécaniques des matériaux composites et un gain de masse important, implique une révision complète des réseaux de retour de courant. Pour faciliter cette révision, la thèse propose de lier au travers de l’analyse spectrale des graphes les performances des réseaux électriques avec leur topologie. Deux objectifs couplés sont étudiés : un dimensionnement topologique visant un bon compromis masse/robustesse et une stratégie de surveillance de ces réseaux. / The principles of the electrical system design in future aircrafts have to be reconsidered due to the emergence of new composite materials. The use of these materials for the aircraft structure has indeed implied a complete revision of on-board current return path networks. To facilitate this revision, it is proposed to link through the spectral graph analysis the performances of electrical networks with their topology. The aim of this thesis is to give topological drivers that could help the aeronautical engineers during the design process and then to propose a monitoring methodology.
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Interference modeling and performance analysis of asynchronous OFDM and FBMC wireless communication systems / Modélisation d’interférence et analyse des performances des systèmes OFDM/FBMC pour les communications sans fil asynchronesMedjahdi, Yahia 11 July 2012 (has links)
Actuellement, les techniques multiporteuses sont largement utilisées dans les systèmes de transmission grâce à leur robustesse aux effets de trajets multiples et à leur implémentation efficace utilisant des FFTs. L'OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) est un type de modulation multiporteuse qui consiste à subdiviser un flux de données à très haut débit en plusieurs flux élémentaires à bas-débit qui sont transmis sur différentes sous-porteuses orthogonales. Récemment, une technique multiporteuse à base de bancs de filtres (FBMC) a été proposée comme une alternative permettant d'offrir quelques avantages par rapport à l'OFDM. Un des principaux avantages est l'amélioration de l'efficacité spectrale grâce à l'absence du préfixe cyclique (CP) et aux formes d'onde bien localisées en temps et en fréquence.Contrairement à ce qui est souvent supposé dans la littérature, l'asynchronisme existe intrinsèquement dans un bon nombre de systèmes de communication à cause de multiples facteurs tels que les délais de propagation et la distribution géographique des utilisateurs. Cet asynchronisme peut engendrer une perte d'orthogonalité entre les sous-porteuses qui peut se traduire par l'apparition d'interférences asynchrones causant à leurs tours une dégradation des performances du système. La modélisation de cette interférence présente un enjeu important dans la conception des systèmes de communication.Dans cette thèse, nous analysons l'impact de la désynchronisation temporelle sur les performances de l'OFDM et de la FBMC. Tout d'abord, nous présentons un modèle global permettant la caractérisation et l'analyse de l'interférence dans les systèmes multiporteuses asynchrones. Une nouvelle famille de tables d'interférence est proposée tenant compte du décalage temporel ainsi que de la distance spectrale entre les sous-porteuses interférente et victime. Les termes de ces tables sont calculés pour CP-OFDM et FBMC avec les deux formes d'onde IOTA et PHYDYAS. L'impact de l'interférence asynchrone sur le taux d'erreur (BER) et sur l'efficacité spectrale de l'OFDM/FBMC est examiné. En se basant sur les fonctions génératrices des moments de la puissance d'interférence, nous avons établi des expressions analytiques simples du BER et de l'efficacité spectrale moyens. Ces dernières expressions réduisent d'une façon considérable la complexité de l'évaluation des performances. Cette étude théorique a été consolidée et validée par des résultats de simulation pour différents scénarios où nous avons démontré que contrairement à l'OFDM, les modulations FBMC sont moins sensible à la désynchronisation temporelle grâce à la bonne localisation des formes d'ondes utilisées. / Multicarrier systems are widely used today due to their robustness to multipath effects and efficient implementation using FFT. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system is a class of multicarrier modulation which consists of splitting up a wide-band signal at a high symbol rate into several lower rate signals, each one occupying a narrower band. System performance improves because subcarriers experience flat fading channels and are orthogonal to one another. Recently, a number of papers have focused on a new alternative called Filter bank based multicarrier system (FBMC) which can offer a number of advantages over CP-OFDM system such as the improved spectral efficiency by not using a redundant CP and by having much better control of the out-of-band emission due to the time-frequency localized shaping pulses.Furthermore, asynchronism inherently exists in several communication systems due to many factors e.g. the propagation delays and the spatial distribution of users. As one of the most challenging issue in design of communication systems, the asynchronism can harmfully affect the system performance by causing the so-called asynchronous interference.In this dissertation, we investigate the impact of asynchronism on the performance of OFDM FBMC systems. First, we present a unified framework for multicarrier interference characterization and analysis in asynchronous environments. We propose a new family of interference tables that model the correlation between a given interfering subcarrier and the victim one, not only as a function of the spectral distance separating both subcarriers but also with respect to the timing misalignment between the subcarriers holders. These tables are derived for CP-OFDM, PHYDYAS-FBMC and IOTA-FBMC systems. Furthermore, the impact of the asynchronous interference on the average error rate and the average spectral efficiency of OFDM and FBMC systems is addressed. Based on computing the moment generating functions of the asynchronous interference power, simple new expressions for the exact evaluation of the average error rate and the average spectral efficiency are derived considering the frequency correlation fading between adjacent interfering subcarriers. These expressions significantly reduce the computation complexity of the performance evaluation.For each technique two scenarios are examined: fully-loaded network and partially loaded ones. The accuracy of the obtained expressions has been validated through different simulation results. In contrast to OFDM, FBMC waveforms are demonstrated to be less sensitive to timing asynchronism, due to the better frequency localization of the used prototype filters.
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Le son dans le son : les percussions dans la musique spectrale / The sound in the sound : the percussion in spectral musicJedrzejewski, Florent 12 September 2014 (has links)
Bien que le courant musical « spectral » soit à la source de nombreuses recherches, il apparaît que les percussions y tiennent une place particulière qui n’a été que trop peu étudiée. L’évolution de disciplines comme l’organologie, l’anthropologie ou l’ethnomusicologie a contribué à l’inclusion dans le vocabulaire des compositeurs de nombreux nouveaux instruments à percussion. Si on remarque que les spectres fournis par les percussions servent bien souvent à composer le timbre, c’est l’intérêt pour la perception qui pousse les compositeurs à considérer la sonorité globale des pièces par phénomènes de mémoire ou de seuils. Ceci amène une nouvelle manière de forger des sons sur certaines caractéristiques inhabituellement mises en avant comme la densité, la plage fréquentielle, la rugosité, ou la granulation. Le langage des percussions apparait comme vecteur immédiat de l’expression des compositeurs et des interprètes, et le courant spectral semble bénéficier de cette exploration sonore. / Although the musical style called « spectral » is the source of much research, it appears that the percussion family holds in it a special place that has been too little studied. Developments in disciplines such as organology, anthropology or ethnomusicology contributed to the inclusion of many new percussion instruments in the vocabulary of composers. If one notice that the spectra provided by the percussion often serve to dial tone, it is the interest towards perception that pushes composers to consider the overall sound of pieces through memory and threshold phenomena. This brings a new way to craft sounds from some unusually highlighted characteristics such as density, frequency range, roughness, or granulation. Percussion appear as immediate expression vectors to composers and performers, and the spectral movement seems to benefit from this exploration of sound, made possible by the diversity inherent to percussion alloys spectra.
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Les tons lexicaux du chinois mandarin en voix modale et en voix chuchotée / Mandarin Chinese lexical tones in modal voice and in whispered voiceZhang, Xuelu 01 December 2017 (has links)
Notre recherche est une contribution à l’étude des indices acoustiques secondaires des tons lexicaux en mandarin, comparant les données recueillies en parole modale avec celles obtenues en parole chuchotée. Selon la littérature, ces indices devraient se présenter en tant qu’un ensemble d’attributs dans les dimensions acoustiques du spectre, outre que dans la fréquence fondamentale. Nous avons analysé des attributs temporels, des attributs au niveau de l’intensité, des attributs spectraux, ainsi que leur corrélation avec les tons. Les résultats montrent que certains paramètres temporels et la quatrième résonance du spectre sont étroitement liés au ton. Leurs rapports dépendent de la caractéristique intrinsèque de la voyelle qui porte le ton (équivalente de la rime dans notre recherche). / Our research is a contribution to studies on secondary acoustic cues in Mandarin tone identification, by comparing acoustic data collected in modal speech and in whispered speech. According to the literature on the same issue, theses cues could be found in acoustic dimensions other than in the fundamental frequency, as a set of attributes. We have analyzed these attributes in the temporal domain, at the intensity level and in the spectrum, as well as their relations with tones. Our results show that some temporal parameters and the fourth resonance in the spectrum are very closely related to tones. These relations are dependent on the intrinsic characteristics of the vowel that carries the tone (which is equivalent to the rime in our research).
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Energy efficiency-spectral efficiency tradeoff in interference-limited wireless networks / Compromis efficacité énergétique et spectrale dans les réseaux sans fil limités par les interférencesAlam, Ahmad Mahbubul 30 March 2017 (has links)
L'une des stratégies utilisée pour augmenter l'efficacité spectrale (ES) des réseaux cellulaires est de réutiliser la bande de fréquences sur des zones relativement petites. Le problème majeur dans ce cas est un plus grand niveau d'interférence, diminuant l'efficacité énergétique (EE). En plus d'une plus grande largeur de bande, la densification des réseaux (cellules de petite taille ou multi-utilisateur à entrées multiples et sortie unique, MU-EMSO), peut augmenter l'efficacité spectrale par unité de surface (ESuS). La consommation totale d'énergie des réseaux sans fil augmente en raison de la grande quantité de puissance de circuit consommée par les structures de réseau denses, réduisant l'EE. Dans cette thèse, la région EE-SE est caractérisé dans un réseau cellulaire hexagonal en considérant plusieurs facteurs de réutilisation de fréquences (FRF), ainsi que l'effet de masquage. La région EE-ESuS est étudiée avec des processus de Poisson ponctuels (PPP) pour modéliser un réseau MU-EMSO avec un précodeur à rapport signal sur fuite plus bruit (RSFB). Différentes densités de station de base (SB) et nombre d'antennes aux SB avec une consommation d'énergie statique sont considérées.Nous caractérisons d'abord la région EE-SE dans le réseau cellulaire hexagonal pour différentes FRF, avec et sans masquage. Avec le masquage en plus de la perte de propagation, la mesure de coupure ε-EE-ES est proposée pour évaluer les performances. Les courbes EE-ES présentent une grande partie linéaire, due à la consommation de puissance statique, suivie d'une forte diminution de l'EE, puisque le réseau est homogène et limité par les interférences. Les résultats montrent qu'un FRF de 1 pour les régions proches de la SB et des FRF plus élevés dans la région plus proche du bord de la cellule améliorent le point optimal du EE-ES. De plus, un meilleur compromis EE-ES peut être obtenu avec une valeur plus élevée de coupure. En outre, un FRF de 1 est le meilleur choix pour une valeur élevée de coupure en raison d'une réduction du rapport signal sur interférence plus bruit (RSIB).Les précodeurs sont utilisés en liaison descendante des réseaux cellulaires MU-EMSO à accès multiple par division spatiale (AMDS) pour améliorer le RSIB. La géométrie stochastique a été utilisée intensivement pour analyser de tels systèmes complexes. Nous obtenons une expression analytique de l'ESuS en régime asymptotique, c.-à-d. nombre d'antennes et d'utilisateurs infinis, en utilisant des résultats de matrices aléatoires et de géométrie stochastique. Les SBs et les utilisateurs sont modélisés par deux PPP indépendants et le précodage RSFB est utilisé. L'EE est dérivée d'un modèle de consommation de puissance linéaire. Les simulations de Monte Carlo montrent que les expressions analytiques sont précises même pour un nombre faible d'antennes et d'utilisateurs. De plus, les courbes d'EE-ESuS ont une grande partie linéaire avant une forte décroissante de l'EE, comme pour les réseaux hexagonaux. Les résultats montrent également que le précodeur RSFB offre de meilleurs performances que le précodeur forçage à zéro (FZ), qui est typiquement utilisé dans la literature. Les résultats numériques pour le précodeur RSFB montrent que déployer plus de SBs ou d'antennes aux BSs augmente l'ESuS, mais que le gain dépend du rapport des densités SB-utilisateurs et du nombre d'antennes lorsque la densité de l'utilisateur est fixe. L'EE augmente seulement lorsque l'augmentation de l'ESuS est plus importante que l'augmentation de la consommation d'énergie par unité de surface. D'autre part, lorsque la densité d'utilisateur augmente, l'ESuS dans la région limitée par les interférences peut être améliorée en déployant davantage de SB sans sacrifier l'EE et le débit ergodique des utilisateurs. / One of the used strategies to increase the spectral efficiency (SE) of cellular network is to reuse the frequency bandwidth over relatively small areas. The major issue in this case is higher interference, decreasing the energy efficiency (EE). In addition to the higher bandwidth, densification of the networks (e.g. small cells or multi-user multiple input single output, MU-MISO) potentially increases the area spectral efficiency (ASE). The total energy consumption of the wireless networks increases due to the large amount of circuit power consumed by the dense network structures, leading to the decrease of EE. In this thesis, the EE-SE achievable region is characterized in a hexagonal cellular network considering several frequency reuse factors (FRF), as well as shadowing. The EE-ASE region is also studied using Poisson point processes (PPP) to model the MU-MISO network with signal-to-leakage-and-noise ratio (SLNR) precoder. Different base station (BS) densities and different number of BS antennas with static power consumption are considered.The EE-SE region in a hexagonal cellular network for different FRF, both with and without shadowing is first characterized. When shadowing is considered in addition to the path loss, the ε-SE-EE tradeoff is proposed as an outage measure for performance evaluation. The EE-SE curves have a large linear part, due to the static power consumption, followed by a sharp decreasing EE, since the network is homogeneous and interference-limited. The results show that FRF of 1 for regions close to BS and higher FRF for regions closer to the cell edge improve the EE-SE optimal point. Moreover, better EE-SE tradeoff can be achieved with higher outage values. Besides, FRF of 1 is the best choice for very high outage value due to the significant signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) decrease.In downlink, precoders are used in space division multiple access (SDMA) MU-MISO cellular networks to improve the SINR. Stochastic geometry has been intensively used to analyse such a complex system. A closed-form expression for ASE in asymptotic regime, i.e. number of antennas and number of users grow to infinity, has been derived using random matrix theory and stochastic geometry. BSs and users are modeled by two independent PPP and SLNR precoder is used at BS. EE is then derived from a linear power consumption model. Monte Carlo simulations show that the analytical expressions are tight even for moderate number of antennas and users. Moreover, the EE-ASE curves have a large linear part before a sharply decreasing EE, as observed for hexagonal network. The results also show that SLNR outperforms the zero-foring (ZF) precoder, which is typically used in literature. Numerical results for SLNR show that deploying more BS or a large number of BS antennas increase ASE, but the gain depends on the BS-user density ratio and on the number of antennas when user density is fixed. EE increases only when the increase in ASE dominates the increase of the power consumption per unit area. On the other hand, when the user density increases, ASE in interference-limited region can be improved by deploying more BS without sacrificing EE and the ergodic rate of the users.
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Commutators, spectral analysis, and applications to discrete Schrödinger operators / Commutateurs, analyse spectrale et applications aux opérateurs de Schrödinger discretsMandich, Marc Adrien 13 November 2017 (has links)
L’objet de cette thèse est l’étude spectrale et dynamique de systèmes de la mécanique quantique en utilisant des techniques de commutateurs. Deux parmi les trois articles présentés traitent l’opérateur de Schrödinger discret sur un réseau. Dans le premier article, un principe d’absorption limite est établi pour le Laplacien discret multidimensionnel perturbé par la somme d’un potentiel de type Wigner-von Neumann et d’un potentiel de type longue portée. Ce résultat implique notamment l’absolue continuité du spectre de cet Hamiltonien à certaines énergies. Dans le second article, nous considérons à nouveau l’opérateur de Schrödinger discret multidimensionnel dont le potentiel est de type longue portée. Il est démontré que les fonctions propres correspondant à des valeurs propres de l’Hamiltonien décroissent sous-exponentiellement lorsque ces dernières ne sont pas un seuil. En dimension un, il est démontré de surcroît que ces fonctions propres décroissent exponentiellement. Une conséquence de ceci est l’absence de valeurs propres dans la partie centrale du spectre délimité aux extrémités par des seuils. Le troisième article étudie des propriétés dynamiques d’Hamiltoniens vérifiant des hypothèses minimales dans la théorie des commutateurs. En se basant sur une estimation des vitesses minimales d’une part et une version améliorée du théorème du RAGE d’autre part, nous dérivons deux estimations de propagation pour cette famille d’Hamiltoniens. Ces estimations indiquent que les états du système se comportent dynamiquement de façon très similaire aux états de diffusion. Toutefois, ceci n’écarte pas la possibilité de spectre singulier continu. / This thesis deals with the analysis of spectral and dynamical properties of quantum mechanical systems using techniques of operator commutators. Two of the three research papers that are presented deal exclusively with the discrete Schrödinger operators on the lattice. The first article proves a limiting absorption principle for the multi-dimensional discrete Laplacian perturbed by the sum of a Wigner-von Neumann potential and long-range potential. This result notably implies the absolute continuity of the spectrum of this Hamiltonian at certain energies. The second article proves that eigenfunctions corresponding to non-threshold eigenvalues of multidimensional discrete Schrödinger operators decay sub-exponentially. In one dimension, it is further proven that these eigenfunctions decay exponentially. A consequence of this is the absence of eigenvalues when the middle portion of the spectrum does not contain any thresholds. The third article investigates dynamical properties of Hamiltonians under very minimal assumptions in the theory of commutators. Based on minimal escape velocities and an improved version of the RAGE Theorem, we derive propagation estimates for these types of Hamiltonians. These estimates indicate that the states of the system behave dynamically very much like scattering states. Nonetheless, the existence of singularly continuous states cannot be disproved.
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Étude du bruit des accéléromètres électrostatiques ultrasensibles de la mission GOCE. / A study of the measurement noise of the ultrasensitive electrostatic accelerometers integrated in the satellite of the mission GOCEChen, Raphaël 13 February 2017 (has links)
L'instrument principal de la mission GOCE est un gradiométre triaxial contenant 6 paires d'accéléromètres électrostatiques ultrasensibles conçus par l'ONERA. chaque accéléromètre est constitue d'une masse d'épreuve entourée par 8 paires d'électrodes permettant de la contrôler en position grâce a une boucle d'asservissement électronique. il est possible de recombiner les mesures accélérométriques pour en déduire les composantes du gradient de gravite. il s'agit de la grandeur fondamentale d'intérêt dans la mission GOCE. malgré son succès, la communauté scientifique s'est aperçue que le bruit contenu dans le terme vzz est 2 fois plus élevés que prévu. ce niveau de bruit est reste inexpliqué. la qualité des données GOCE dépend directement de celle des mesures accélérométriques. l'ONERA détenant l'expertise sur la technologie des accéléromètres électrostatiques ultrasensibles, une étude approfondie au plus proche de l'instrument s'est avérée nécessaire. dans un premier temps, une méthode d'estimation d'un majorant du niveau de bruit empirique des mesures accélérométriques est proposée a partir de la différence des modes communs. dans un second temps, ces estimations a partir des données empiriques sont reliées aux sources de bruit. en prenant en compte les sources de bruit qui ont été vérifiées, on a analyse deux scenarios qui pourraient aboutir au niveau empirique du bruit total de mesure. enfin, on a identifie que le bruit du facteur d'échelle n'a pas été inclus dans le calcul du niveau de bruit attendu. on montre que, dans le cas des axes de mesure sensible, la prise en compte du bruit de facteur d'échelle aboutit a l'augmentation du niveau de bruit de mesure attendu. / The payload of the space mission goce is a 3 axis gradiometer containing 6 ultrasensitive electrostatic accelerometers designed by onera – the french aerospace lab. each accelerometer contains a proof mass surrounded by 8 pairs of electrodes allowing the control of its position thanks to a feedback control loop. the recombination of the accelerometer measurements leads to the estimation of the terms of the gravity gradient matrix. it is the target quantity of the mission goce. despite the success of the mission, the scientific community discovered that the noise level of the term vzz is twice as high as the level expceted. this remains unexplained. the quality of the data is directly related to the quality of the accelerometer measurements. because onera has the expertise on the accelerometer technology, an in-depth study proved to be necessary. we first provide a way to estimate an upper bound of the empirical noise in the measurements. then, we analyse two scenarios that could lead to the empirical noise observed. finally, we show that taking into account the scale factor noise leads to a higher noise than expected.
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Vers une méthode automatique d'estimation de la distribution spectrale du rayonnement solaire. Cas du ciel clair. : Applications à la lumière du jour, photosynthèse et ultraviolet / Towards an automatic method for estimating the spectral distribution of the solar radiation in clear sky conditions. Application cases : UV, photosynthesis, daylightWandji Nyamsi, William 06 November 2015 (has links)
Nous nous intéressons à l'estimation de la distribution spectrale de l'éclairement solaire au sol en tout lieu et tout instant. Etant donné le très petit nombre de stations de mesure au sol, nous nous proposons de développer une méthode numérique exploitant des estimations de la composition atmosphérique faites quotidiennement. Cette méthode doit être suffisamment rapide pour être utilisée en mode intensif de manière opérationnelle. Les domaines d'applications ciblés sont l'ultraviolet (UV), la photosynthèse et la lumière du jour, avec une limitation au cas du ciel clair. Notre première innovation est de partir paradoxalement des approches numériques très rapides et précises de calcul de l'éclairement total. Ces approches développées donnent une description de la distribution spectrale du rayonnement solaire en un nombre restreint de bandes discrètes. La plus fine et la plus récente de ces approches est la «k distribution method and the correlated k approximation» de Kato et al. (1999). Elle fournit des estimations de l'éclairement dans 32 bandes spectrales. Pour atteindre l'objectif de la thèse, nous avons tout d'abord étudié la précision de cette approche dans chacune des 32 bandes. Les résultats sont bons dans toutes les bandes excepté l'UV. Nous avons proposé une nouvelle paramétrisation de la transmittance de l'ozone, que nous avons intégré au code numérique de transfert radiatif libRadtran. Enfin, nous avons élaboré deux techniques de ré-échantillonnage permettant d'obtenir à partir des 32 valeurs discrètes, des estimations de l'éclairement dans n'importe quel intervalle spectral, y compris en prenant en compte une réponse spectrale du système éclairé. Des validations ont pu être faites à l'aide de quelques stations de mesures. Les premiers résultats sont jugés encourageants en comparaison avec la précision relevée sur les instruments de mesure de qualité. Des voies d'améliorations ont pu être recensées pour un gain de précision notable. / We are interested in the estimation of the spectral distribution of the solar irradiance on the ground in any place and time. Given the very small number of measurement stations on the ground, we suggest developing a digital method exploiting estimations of the atmospheric composition made daily. This method must be enough fast to be used in intensive mode in an operational way. The targeted fields of application are the ultraviolet (UV), photosynthesis and daylight; with a limitation in the case of the clear sky. Our first innovation is to leave paradoxically from very rapid numerical approaches of calculation of the total irradiance. These developed approaches give a description of the spectral distribution of solar irradiance in a number restricted by discrete bands. The finest and the most recent of these approaches is «k-distribution method and the correlated-k approximation» of Kato and al. (1999). It supplies estimations of the irradiance in 32 spectral bands. To achieve this PhD goal, we have first of all, studied the accuracy of the approach in each of 32 bands. The results are good in all the bands except in the UV. We proposed a novel parametrization of the transmittance of the ozone, which we integrated into the radiative transfer model libRadtran. Finally, we developed two techniques of re-sampling allowing to obtain from 32 discrete values, estimations of the irradiance in any spectral interval, including by taking into account a spectral response of the illuminated system. Experimental validations have been carried out by means of some measurement stations. The preliminary results are considered encouraging in comparison with the precision found on quality measuring instruments. Ways of improvements have been listed for a gain of notable precision.
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Développement d'un spectromètre laser à cascade quantique pour des applications en spectroscopie de haute résolution et en métrologie des fréquences / Developpement of quantum cascade laser spectrometer for high resolution spectroscopy applications and frequency metrologySow, Papa lat tabara 23 April 2015 (has links)
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 saturée. / This 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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