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Le projet consiste à développer une maquette de faisabilité pour la prédiction de la variation spatio‐temporelle des Propriétés Optiques des Aérosols marins En Milieu Maritime et côtier.

La prise en compte de l’évolution de ce phénomène environnemental créé par l’effet du vent sur la surface de la mer est réalisée à l’aide du couplage du modèle MEDEX (LSEET/MIO) et du modèle à maille fine AROME mis au point par METEO-FRANCE.

MEDEX estime la concentration granulométrique des aérosols marins en fonction de la vitesse du vent, de l’humidité relative et du fetch, représentant la distance sur laquelle le vent s’est propagé au dessus de la mer de façon régulière. AROME fournit la variation spatio-temporelle du champ de vent en zone côtière.

Le projet se déroule en trois parties. On procède premièrement à la semi automatisation de la station de mesures des aérosols marins de l’île de Porquerolles. La modification de la station expérimentale du LSEET/MIO offre la possibilité de déclencher à distance les mesures de concentration granulométrique et de récupérer les données mesurées à distance via un lien GSM, sans la nécessité d’une présence humaine quotidienne sur l’île. Le choix des périodes de mesures est réalisé en fonction de conditions environnementales et météorologiques prévues par Météo France et pertinentes pour l’étude.

Cette approche permet la révision de la modélisation des aérosols marins implantée dans MEDEX. Basée sur un nombre conséquent de mesures locales, les formulations semi-empiriques du modèle sont évaluées et consolidées.

Finalement, la maquette de faisabilité couplant MEDEX à AROME est mise en place.

A partir de la variation spatiale des différents champs météorologiques estimés par AROME et des spectres granulométriques fournis par MEDEX, la répartition horizontale des propriétés optiques des aérosols marins est alors évaluée. Le traitement du fetch est révisé afin de prendre en compte le champ de vent sur la zone d’évaluation des aérosols. Une validation expérimentale basée sur des mesures de luminance de corps noir est réalisée afin d'estimer la nécessité de prendre en compte précisément la cartographie des aérosols marins dans des outils de prédiction de performances de senseurs optroniques.

La carte suivante montre un exemple de la répartition spatiale dans la région de Toulon (sud de la France) de la concentration des aérosols de taille 10 µm ainsi que des champs de vent (vitesse et direction).

 

La variation spatiale des aérosols a un impact sur la répartition azimutale de l’atténuation atmosphérique (voir logo de POAEMM) et par conséquent sur les capacités d’un système optronique à détecter, reconnaître et identifier une cible. La figure suivante illustre, pour un fetch long, l’influence de la vitesse du vent sur les distances de DRI d’un navire perçu par un senseur dans l’infrarouge moyen.

Le projet est financé par l’Agence Nationale pour la Recherche (ANR) dans le cadre du programme ASTRID 2011 (Accompagnement Spécifique de Travaux de Recherches et d’Innovation Défense).