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29.01.2014 - Imagerie hyperspectrale

La terre vue du ciel sous toutes ses coutures, grâce à l'instrument SIELETERS

L'ONERA a conçu et développé Sieleters, un instrument destiné à servir de référence en matière d'imagerie hyperspectrale infrarouge aéroportée. Les premières images livrées, d’excellente qualité, permettront sans aucun doute d'atteindre cet objectif.

Sieleters - imageur hyperspectral infrarouge d'exception - a pu, en septembre 2013, fournir ses premières images à l'occasion de la campagne aéroportée Sysiphe. Lors de cette campagne, il  a été associé à l'instrument norvégien Odin-1024 conçu pour l'imagerie hyperspectrale visible et proche infrarouge.

Instrument hyperspectral infraroge Sieleters
L'instrument Sieleters  installé dans l'avion DO228 du DLR allemand

Sieleters dans l'avion Dornier du DLR
Les deux voies de l'instrument Sieleters vues du dessous de l'avion (installation dans la trappe)

Sieleters est un instrument cryogénique à deux voies optiques distinctes fonctionnant respectivement dans les bandes infrarouge "moyenne" (3 à 5 µm) et "lointaine" (8 à 12µm).  Sieleters, conçu pour avoir un rapport signal / bruit élevé, est refroidi à l'azote liquide (-190°C). L'ensemble est installé sur deux platines gyrostabilisées jumelées de manière à compenser les variations d'attitude de l'avion.


L'avion et donc l'instrument Sieleters se déplacent devant la scène. Les franges sont fixes et imagées en même temps que la scène. Le contraste et l’inter-frange évoluent en fonction du contenu spectral de la scène.

Franges d'interférence sur l'image de la scène
On distingue ici mieux les franges d'interférences qui se superposent à l'image de la scène. Le tout forme une interféro-image.

Chaque voie de Sieleters acquiert à partir d’une altitude de 2000 m des interféro-images aéroportées d'une fauchée de 500 m avec une résolution de 50 cm au sol.

Après post-traitement, Sieleters délivre un cube d'images spectrales parfaitement alignées et géoréférencées. Ce cube est un empilement de 180 images monochromes de la même scène, chacune dans une bande spectrale étroite et contigüe. Ce cube spectral sera exploité dans les domaines les plus divers : bathymétrie, décamouflage, pollution, agriculture, urbanisme…


Représentation d'un cube hyperspectral Sysiphe. Après traitement, l'ensemble des interféro-images de Sieleters seront transformées en de telles structures.

Les images de Sieleters sont aujourd’hui en phase de post-traitement afin de produire les cubes d'images spectrales. La qualité des images brutes produites lors du premier vol de septembre 2013 est excellente. Les images spectrales produites permettront ainsi de révéler très précisément les caractéristiques de la scène.

L'instrument Sieleters est une réussite pour l'ONERA et son financeur, la direction générale de l'armement (DGA). Ce succès est partagé par les partenaires et industriels fournisseurs :

  • AIEC : certification aéronautique de l'instrument
  • Applanix : systèmes de mesure et de restitution de l'attitude des instruments (pilotage et contrôle de la ligne de visée)
  • Corrélane Technologie : système de positionnement DGPS (sol et instrument)
  • DGA-EV : essais en vol
  • DLR : avion
  • Dspace : calculateur temps réel de commande pour la platine de stabilisation instrument
  • Façons mécaniques : mécanique générale (platine de stabilisation instrument et haut de cryostat)
  • Leica : cardans motorisés (platine de stabilisation instrument)
  • Magellium : outils de génération des grilles géoréférencées
  • SDMS : enceintes optiques à vide cryogénique - Cryostats (et calculs thermodynamiques)
  • Sermeca : maquette plancher avion échelle 1:1
  •  SFEA : réalisation de câbles aéronautiques et de laboratoire
  • Sofradir : matrices détecteurs infrarouge
  • Thales Service : outils de traitements d'images
  • Winlight System : optiques cryogéniques des cryostats, moyens de caractérisation optiques et calculs thermodynamiques
     

Contact
 

contact.sysiphe <AT> onera.fr