Contribution au développement et l’optimisation d’un télémètre laser en milieu aquatique

Abstract

La lumière laser est utilisée dans les milieux aquatiques (rivières et lacs) et marins (mers et océans) pour des applications de télémétrie et d’imagerie. Le point commun entre un télémètre et un système d’imagerie dans l’eau est son émetteur laser. La propagation d’un faisceau laser dans l’eau, contrairement à l’atmosphère, rencontre une atténuation beaucoup plus importante et ou le coefficient d’atténuation de l’eau peut atteindre la valeur de 2,190 m-1 pour une eau de mer turbide. Cela implique qu’un choix judicieux doit être fait sur le type de source laser et le système de détection du récepteur. Dans cette thèse, une attention particulière a été faite à cette source laser, au télescope de réception associé à son système de détection en télémétrie; et au dispositif de réception du système d’imagerie laser dans l’eau. Tout en reproduisant l’environnement réel de propagation, des simulations ont été faites pour observer la réponse du télescope de réception dans trois différents types d’eau (W1, W2 et W3) dont les coefficients d’atténuation ont été déterminés expérimentalement (0,130 m-1, 0,343 m-1 et 0,580 m-1). L’énergie laser obtenue à la sortie du télescope est pratiquement la même pour l’expérimental que pour la simulation. Pour ce qui est de l’imagerie laser, plusieurs objets ont été immergés dans le milieu aquatique et l’utilisation d’une caméra CCD ordinaire, associée à un algorithme de traitement d’image qui lui a été développé, a permis de reproduire leurs images et profils 2D dans une eau obscure.

يستخدم ضوء الليزر في البيئات المائية (الأنهار والبحيرات )والبحار (البحار والمحيطات )لأغراض القياس عن بعد والتقاط الصور. النقطة المشتركة بين جهاز تلمتر ونظام التصوير في الماء هو جهاز إرسال الليزر. على عكس الغلاف الجوي، فإن نشر شعاع الليزر في الماء له توهين أكبر بكثير وحيث يمكن أن يتفاوت معامل التوهين إلى 2,190 م-1 (مياه البحر العكرة). هذا يعني أنه يجب إجراء اختيار جيد على نوع مصدر الليزر ونظام الكشف الذي يشكل جهاز الاستقبال .في هذه الأطروحة ، تم إيلاء اهتمام خاص لمصدر الليزر هذا ، إلى تلسكوب الاستقبال المرتبط بنظام الكشف عن النطاق الخاص به ؛ وجهاز استقبال نظام التصوير بالليزر في الماء. أثناء استنساخ بيئة الانتشار الفعلية، قد أجريت محاكاة لملاحظة استجابة التلسكوب المستقبِل في أنواع مختلفة من الماءW1) و W2 و W3 )تم تحديد معاملات التوهين الخاصة بها تجريبيا (0,130 م-1 و 0,343 م-1 و 0,580 م-1). نتائج المحاكاة والتجربة في اتفاق جيد. من حيث التصوير بالليزر، تم غمر العديد من أشكال الأجسام في البيئة المائية، وقد سمح استخدام كاميرا CCD عادية، مقترنة بخوارزمية معالجة الصور التي تم تطويرها، لإعادة إنتاج صورهم وملفات تعريف 2D في المياه المظلمة