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DOTA - Optique théorique et appliquée

Lidar de détection de turbulence de ciel clair

Depuis 10 ans l'Onera étudie les lidars embarqués capables de détecter les turbulences de ciel clair. Ces phénomènes aérodynamiques naturels présents en haute troposphère représentent danger et inconfort pour les passagers des avions ainsi qu'un coût économique lié au vieillissement de la structure de l'aéronef. Actuellement il n'existe aucun dispositif opérationnel capable de détecter ces mouvements d'air en amont de l'appareil afin d'émettre une alerte.

Le lidar mesure de vitesse de l'air en analysant le flux rétrodiffusé soit par les molécules soit par les particules. La mesure est soit directe (effet Doppler) soit indirecte (variations de densité de l'air), et est possible par des méthodes variées (détection cohérente, détection directe…). Au cours de travaux de thèse et de divers projets (voir www.delicat-fp7.org), l'Onera a étudié ces différentes méthodes de mesures et développe des modèles fins pour en déterminer les limites en terme de portée, de précision, d'encombrement et qualifie des technologies clés tels que les détecteurs.

Instabilité de Kelvin-Helmotz, ensemencée  par un cirrus
Une des sources de turbulence en air clair : l'instabilité de Kelvin-Helmotz, visualisée grâce à l'ensemencement par un cirrus. La présence du cirrus est indépendante de la présence des turbulences. 
Source English Wikipedia . Auteur : Grahamuk
 
une mesure fiable de la vitesse air ne peut avoir lieu que dans la zone non perturbée (en vert ici).
Principe de la mesure lidar hors du champ perturbé par l'aéronef. Les zones bleues et rouges sont perturbées par la présence de l’avion, une mesure fiable de la vitesse air ne peut avoir lieu que dans la zone non perturbée (en vert ici).

 

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