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Titre : Study of trends and variability of atmospheric water vapour with climate models and observations from global gnss network Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Ana-Claudia Bernardes Parracho, Auteur ; Sophie Bastin, Directeur de thèse ; Olivier Bock Editeur : Paris : Université de Paris 6 Pierre et Marie Curie Année de publication : 2017 Importance : 147 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
Thèse de Doctorat de Sciences de l’EnvironnementLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes descripteurs IGN] analyse diachronique
[Termes descripteurs IGN] données GPS
[Termes descripteurs IGN] données météorologiques
[Termes descripteurs IGN] humidité de l'air
[Termes descripteurs IGN] modèle atmosphérique
[Termes descripteurs IGN] précipitation
[Termes descripteurs IGN] série temporelle
[Termes descripteurs IGN] teneur intégrée en vapeur d'eau
[Termes descripteurs IGN] variabilitéRésumé : (auteur) Water vapour is a key component of the Earth’s climate system, and its distribution and variability are sources of uncertainty in climate models. The use of long-term integrated water vapour (IWV) observations and reanalyses can help in their assessment. This work pioneered the use of reprocessed GPS IWV data for 1995-2010, converted from estimates of Zenith Total Delay. The conversion was assessed, with the goal of producing a high quality long-term IWV data set. Due to uncertainties in the GPS observations and homogeneity concerns, a global comparison with ERA-Interim reanalysis data was made. Although a general good agreement in means, variability and trends was found, issues in both data sets were highlighted. In GPS, gaps and inhomogeneities in the time series were evidenced, as well as representativeness differences in coastal areas and regions of complex topography. In ERA-Interim, too strong trends in certain regions were found. ERA-Interim was also compared with other reanalyses (MERRA-2, ERA-20C, 20CR), and differences were found in the IWV trends over Africa, Australia, and Antarctica. Finally, GPS and ERA-Interim IWV were used to assess four configurations of the LMDZ atmospheric general circulation model with two different physics and with or without nudging towards ERA-Interim wind fields. Impact of the model physics on the IWV mean was found, with the new physics being moister at tropical latitudes. Overall, the model free runs in both physics have difficulty reproducing the trends and variability observed in ERA-Interim and GPS. This is improved with the nudging, which confirms the importance of large-scale dynamics on IWV trends and variability. Note de contenu : 1- Introduction
2- Elaboration of a reference long-term IWV dataset from ground-based GNSS measurements
3- Observation of IWV trends and variability from GPS data and reanalyses
4- Assessment of simulations from global climate models using GPS data and atmospheric reanalyses
5- Conclusions and perspectivesNuméro de notice : 25862 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Sciences de l’Environnement : Paris : 2017 Organisme de stage : LATMOS / LAREG nature-HAL : Thèse En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01881083/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95505
Titre : Méthode pour la reconstruction, l'analyse et l'exploitation de réseaux tridimensionnels en milieu urbain Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Marie Lacroix, Auteur ; François Bouillé, Directeur de thèse ; Pierre Ribstein, Directeur de thèse Editeur : Paris : Université de Paris 6 Pierre et Marie Curie Année de publication : 2016 Importance : 260 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
Thèse de doctorat de Géosciences - Géomatique, Ecole Doctorale Géosciences Ressources Naturelles et EnvironnementLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Analyse spatiale
[Termes descripteurs IGN] base de données localisées 3D
[Termes descripteurs IGN] canalisation
[Termes descripteurs IGN] cartographie des risques
[Termes descripteurs IGN] géovisualisation
[Termes descripteurs IGN] modèle de simulation
[Termes descripteurs IGN] modèle logique de données
[Termes descripteurs IGN] modèle numérique de terrain
[Termes descripteurs IGN] prévention des risques
[Termes descripteurs IGN] réalité virtuelle
[Termes descripteurs IGN] règlement
[Termes descripteurs IGN] réseau technique souterrain
[Termes descripteurs IGN] triangulation
[Termes descripteurs IGN] zone urbaineIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Des catastrophes comme celles de Ghislenghien (Belgique), Ludwigshafen (Allemagne), ou Lyon (France), ont été attribuées à des travaux à proximité de réseaux de gaz. Bien que les canalisations soient une des méthodes les plus sûres de transport pour les substances dangereuses, chaque année plusieurs cas d’accidents sont enregistrés en France. La plupart d’entre eux sont attribués à des travaux à proximité des réseaux et certains illustrent le manque de fiabilité des informations fournies. Les concessionnaires doivent faire le point de la situation et proposer des axes d'amélioration afin que chacun puisse bénéficier de réseaux plus sécurisés. Pour prévenir de tels accidents qui impliquent les ouvriers et le public, les autorités françaises ont mis en place deux réglementations : - DT-DICT : pour la sécurisation des réseaux à proximité d’excavation ; - Multifluide : pour celle des réseaux dangereux lors d’événements aléatoires. Eviter de tels accidents nécessite d’acquérir et de contrôler des informations 3D concernant les différents réseaux urbains, et particulièrement ceux enterrés. Des stratégies de prévention doivent alors être adoptées. Voilà pourquoi travailler sur les réseaux et leur visualisation et la cartographie des risques, en prenant en compte le flou, est une recherche récente et importante. Les applications logicielles que je développe devraient aider les services publics et les entrepreneurs à se concentrer sur la prévention des événements dangereux grâce à des ensembles de données précises pour les utilisateurs, la définition d'un réseau de géomatique, mais aussi des méthodes telles que la triangulation, la modélisation par éléments, les calculs géométriques, l'intelligence artificielle, la réalité virtuelle. Toutes ces méthodes sont testées avec des données, factices ou non, grâce aux demandes des utilisateurs réels. La cartographie et la visualisation de données spatiales sont de plus en plus utilisées pour communiquer à un large public, tout en fournissant une expertise spécifique. Note de contenu : Introduction
1 - Contexte de l'étude
2 - Représenter le monde
3 - La géomatique, nouveau mode de représentation
4 - Créer un outil qui relie données géographiques et réglementation
5 - Création des modules
6 - L'intelligence artificielle au service des outils d'aide à la décision
7 - La réalité virtuelle : une nouvel axe de représentation
8 - Synthèse - validation du SIG créé
9 - Perspectives et limitations
ConclusionNuméro de notice : 21584 Thématique : GEOMATIQUE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de doctorat : Géosciences - Géomatique : Paris 6 : 2016 Organisme de stage : 1 Spatial En ligne : http://www.theses.fr/2017PA066001 Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=90608
Titre : Couplage lidar Raman et GPS pour le sondage de la vapeur d'eau atmosphérique et le positionnement précis Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Leslie David, Auteur ; Olivier Bock Editeur : Paris : Université de Paris 6 Pierre et Marie Curie Année de publication : 2015 Importance : 186 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
Thèse de doctorat, Université Pierre et marie Curie, École doctorale des sciences de l'environnement d’Île-de-FranceLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes descripteurs IGN] atmosphère terrestre
[Termes descripteurs IGN] étalonnage d'instrument
[Termes descripteurs IGN] filtrage du bruit
[Termes descripteurs IGN] instabilité
[Termes descripteurs IGN] lidar Raman
[Termes descripteurs IGN] signal lidar
[Termes descripteurs IGN] teneur en vapeur d'eau
[Termes descripteurs IGN] visée obliqueIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Développé initialement pour la correction du retard humide des signaux GPS, le lidar Raman vapeur d’eau de l’Institut National de l’information Géographique et forestière (IGN) pourrait aujourd’hui servir pour d’autres applications telles que la climatologie et la météorologie. Cependant, quelle que soit l’application visée, il est primordial d’assurer une très bonne précision de la mesure. Un étalonnage fiable et stable de l’instrument est alors requis. Lors de la dernière campagne de mesures (Démévap) qui consistait à inter-comparer différentes techniques d’étalonnage, une dérive du coefficient d’étalonnage du lidar a été observée. Ce travail revient sur cette dérive et explore, dans un premier temps, les signaux enregistrés durant cette campagne. En découle alors un inventaire de sources d’erreurs et de variations pouvant expliquer ces résultats. Trois sources majeures de variations seront ensuite étudiées de manière approfondie : la dépendance en température des sections efficaces Raman induite par l’usage de filtres étroits, l’impact du choix des optiques de transmission et détection du signal et les problèmes liés à l’électronique de détection. L’étude et la quantification des variations repose sur des simulations numériques, modélisations et tests en laboratoire. Des solutions permettant de minimiser ces instabilités sont aussi proposées et testées. Finalement, le système lidar a été remonté entièrement et une campagne de validation des améliorations a été menée à Saint-Mandé. Cela a permis, sur une période de cinq mois, de contrôler la stabilité instrumentale et d’étudier l’étalonnage du lidar à l’aide de capteurs d’humidité placés au sol. Note de contenu : Introduction
1- Utilisation du lidar Raman pour la mesure de la vapeur d'eau atmosphérique
2- Recherche des sources d'erreurs et d'instabilité du système durant la campagne Démévap
3- Étude et réduction des sources d'erreurs et d'instabilités de l'étalonnage du lidar Raman de l'IGN
4- Protocoles de réglage et validation finale du système
ConclusionNuméro de notice : 17092 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : thèse de doctorat : Sciences de l'environnement : Paris 6 : 2015 Organisme de stage : LAREG (IGN) nature-HAL : Thèse En ligne : https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01327075/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=79521 Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 17092-02 THESE Livre Centre de documentation Thèses Disponible 17092-01 THESE Livre Centre de documentation Thèses Disponible
Titre : Développement d'un accéléromètre atomique compact pour la gravimétrie de terrain et la navigation inertielle Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Jean Lautier-Blisson, Auteur ; Arnaud Landragin, Directeur de thèse Editeur : Paris : Université de Paris 6 Pierre et Marie Curie Année de publication : 2014 Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
Thèse de doctorat de physique au SYRTE - Systèmes de Référence Temps EspaceLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes descripteurs IGN] accéléromètre
[Termes descripteurs IGN] compensation
[Termes descripteurs IGN] gravimétrie
[Termes descripteurs IGN] instrument de mesure
[Termes descripteurs IGN] interféromètre au laser
[Termes descripteurs IGN] laser
[Termes descripteurs IGN] navigation inertielleIndex. décimale : 30.40 Géodésie physique Résumé : (auteur) Nous présentons le développement d'un prototype de gravimètre atomique compact reposant sur l'interférométrie atomique avec des transitions Raman stimulées. Nous démontrons une amélioration importante de la compacité et de la simplicité de chaque élément du dispositif expérimental (tête de senseur, source laser, référence de fréquence micro-onde, système de filtrage des vibrations). Ce travail s'appuie sur l'utilisation d'une pyramide creuse comme miroir de rétro-réflexion, ce qui permet de réaliser toutes les fonctions d'un interféromètre atomique (piégeage et refroidissement des atomes, interféromètre, détection) avec un unique faisceau laser. Nous avons donc développé une tête de senseur très compacte, dont les fonctions clés ont toutes été simplifiées. La source laser met en jeu un unique laser émettant à 1560 nm pour interroger des atomes de Rubidium 87. Elle bénéficie de l'utilisation de composants optiques télécoms fibrés, qui ont déjà démontré leur performance et leur robustesse aux conditions environnementales. Tous les éléments du prototype sont assemblés pour permettre la mise en place de l'interféromètre. Ce type de gravimètre compact est très intéressant pour la gravimétrie de terrain. En parallèle, nous avons développé un système de réjection du bruit de vibration, basé sur l'électronique numérique. La contribution des vibrations sur la phase atomique est pré-compensée avant la fermeture de l'interféromètre, directement sur la phase optique des lasers. Ceci garantit que chaque point de mesure a une sensibilité maximum, malgré un bruit de d'accélération important. Ainsi, pour un gravimètre posé au sol en environnement urbain, nous avons démontré une sensibilité à l'accélération de l'ordre de à 1 seconde, qui atteint après 300 secondes d'intégration. Notre dispositif nous a finalement conduit à l'hybridation complète du gravimètre atomique avec un accéléromètre classique, conduisant à un accéléromètre exact très large bande [DC , 430 Hz]. Ce résultat est très prometteur, notamment pour la navigation inertielle. Note de contenu : 1. Introduction générale
2. Contexte et objectifs du projet MiniAtom
3. Éléments théoriques pour la gravimétrie atomique et principe de la mesure de g
4. Accéléromètre atomique compact
5. Compensation des vibrations
6. Conclusion et perspectivesNuméro de notice : 14938 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : thèse de doctorat : Physique : Paris 6 : 2014 En ligne : https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01068005 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=77491
Titre : GNSS : géodésie, météorologie et climat Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Olivier Bock Editeur : Paris : Université de Paris 6 Pierre et Marie Curie Année de publication : 2012 Note générale : bibliographie
Habilitation à Diriger des Recherches, Université Pierre et Marie CurieLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes descripteurs IGN] lidar Raman
[Termes descripteurs IGN] modèle atmosphérique
[Termes descripteurs IGN] positionnement par GNSS
[Termes descripteurs IGN] positionnement par GPS
[Termes descripteurs IGN] série temporelle
[Termes descripteurs IGN] teneur en vapeur d'eau
[Termes descripteurs IGN] variabilitéRésumé : (auteur) Les systèmes de positionnement et de navigation par satellite (GNSS) ont connu un formidable essor au cours des deux dernières décennies. Ils sont devenus un élément technologique universel et omniprésent. Depuis les puces GPS intégrées dans les téléphones portables, en passant par les systèmes de radionavigation utilisés pour le guidage d'engins agricoles, l'approche aérienne et maritime, jusqu'aux réseaux géodésiques permanents, le recours au positionnement précis est intégré à notre vie quotidienne. Les GNSS participent au maintien des références géodésiques nationales et internationales et à la prévision météorologique, deux applications scientifiques requérant une mise en oeuvre rigoureuse des équipements et un traitement des mesures sophistiqué. Une problématique commune dans ces domaines est la présence de sources d'erreurs dans les signaux GNSS dues notamment à la traversée de l'atmosphère. L'amélioration des méthodes de correction de la propagation des signaux radiofréquence dans l'atmosphère a permis d'une part d'atteindre une précision sub-centimétrique en positionnement vertical et d'autre part de faire des GNSS une technique de référence pour le sondage de la vapeur d'eau dans la troposphère.
Ce manuscrit rassemble les résultats des recherches que j'ai développées au LATMOS et à l'IGN depuis une douzaine d'années. Il s'agit de développements méthodologiques dans le domaine de la télédétection de la vapeur d'eau atmosphérique, du positionnement précis par GPS, et de l'étude du cycle de l'eau atmosphérique au moyen d'observations de lidar Raman, de GPS et d'analyses de modèles de prévision numérique. Les principaux résultats obtenus et les perspectives de ces travaux sont synthétisés ci-dessous.
1. Nous avons développé, au cours de deux thèses que j'ai co-encadrées, une nouvelle approche de correction troposphérique pour le positionnement vertical par GPS. Elle s'appuie sur les mesures d'un lidar Raman à balayage développé en collaboration entre l'IGN et le LATMOS qui permet de sonder les profils de vapeur d'eau dans la direction des satellites GPS. L'analyse conjointe des mesures GPS et lidar Raman recueillies lors de plusieurs campagnes expérimentales a permis d'atteindre une répétitivité de positionnement de l'ordre de 2 mm en quelques heures. Cette méthode permet par la même occasion d'étalonner les mesures lidar par rapport aux mesures GPS avec une précision de l'ordre 2% sur le court-terme. La synergie entre lidar Raman et GNSS peut ouvrir de nouvelles perspectives à la fois dans le domaine du positionnement (référencement vertical), de la géodésie spatiale (validation des retards troposphériques issus de traitements multi-techniques) et du sondage atmosphérique (validation des radiosondages opérationnels en météorologie, surveillance du climat). Les travaux de recherche méthodologique vont se poursuivre dans le cadre du projet DEMEVAP dont l'objectif est d'aboutir à un étalonnage stable sur le long terme avec une précision absolue de 2% sur les mesures de vapeur d'eau.
2. J'ai activement participé au développement des applications météorologiques de la technique GPS en coordonnant et en participant à de nombreuses campagnes expérimentales dédiées aussi bien à l'inter-comparaison de techniques de sondage de la vapeur d'eau qu'à l'étude de processus atmosphériques aux latitudes tempérées (circulation de brise, initiation de la convection et précipitations orographiques). La technique GPS s'est avérée être précise et fiable par tout temps, montrant une cohérence avec des techniques éprouvées au niveau de 1- 1.5 kg m-2 sur le contenu intégré en vapeur d'eau (CIVE). Petit à petit, la technique GPS s'est imposée comme une référence dans le monde de l'observation météorologique. Elle a notamment permis de diagnostiquer des biais dans les observations de radiosondages, jusque là considérées comme les plus fiables. Le succès de la technique GPS vient aussi du fait que le CIVE s'est avéré être une quantité physique particulièrement pertinente pour diagnostiquer les processus du cycle de l'eau et valider leur représentation dans les modèles de prévision numérique. En Europe, les projets COST716 et EGVAP ont, respectivement, démontré la faisabilité et mis en place un service pré-opérationnel de calcul de retards troposphériques à partir des données transmises en temps quasi-réel par les réseaux GNSS permanents. Plusieurs centres de prévision assimilent aujourd'hui ces produits. Il apparait maintenant nécessaire de préparer les produits et les méthodes d'assimilation du futur et donc de poursuivre les investigations sur les propriétés des signaux GNSS en particulier dans des conditions météorologiques extrêmes (pluies torrentielles, tempêtes). Ces travaux seront développés dans le cadre du projet HYMEX (chantier Méditerranée de l'INSU) et d'une nouvelle action COST en cours d'évaluation.
3. A la suite des travaux précédents, je me suis fortement impliqué dans le projet AMMA où j'ai coordonné la mise en place et l'exploitation d'un réseau de six stations GPS permanente dans cinq pays d'Afrique de l'Ouest. Grâce à ces nouvelles données, documenter la variabilité multi-échelle de la vapeur d'eau associée aux processus atmosphériques de la mousson africaine. Elles ont permis d'une part de diagnostiquer d'important biais dans les radiosondages opérationnels et dans les modèles de prévision numérique à l'échelle sous-continentale, et d'autre part de. Par la suite, nous avons approfondi l'étude du cycle de l'eau à l'échelle régionale au moyen de bilans d'eau. Ce travail, réalisé dans le cadre d'une thèse que j'ai coencadrée, a permis de mettre en évidence les limitations et incertitudes des bilans d'eau en Afrique de l'Ouest publiés dans les études passées. En combinant observations et produits de modélisation (analyses de modèles de prévision numérique et simulations de modèles de transfert sol-végétation-atmosphère), nous avons fourni de nouvelles estimations pour les termes du bilan d'eau atmosphérique à la surface qui quantifient l'intensité des interactions surface-atmosphère et des processus dynamiques atmosphériques. Nous avons ainsi pu décrire l'intensité de ces processus physiques sous-jacents, depuis l'échelle sub-diurne jusqu'à l'échelle interannuelle. Nous avons aussi, dans le cadre du projet GHYRAF et d'une autre thèse, démontré l'aptitude du GPS à mesurer des déformations de surface millimétriques (subsidence/surrection) en relation avec la surcharge hydrologique, à l'échelle saisonnière (recharge et vidange des aquifères) en Afrique de l'Ouest. Il semble aujourd'hui possible grâce à la production de solutions GNSS homogènes, par le retraitement des données et la correction des discontinuités dans les séries temporelles, d'analyser la tendance de l'humidité atmosphérique et sa variabilité à des échelles de temps pertinentes pour l'étude du climat. Ces perspectives pourront être développées également avec d'autres systèmes d'observation géodésique tels que DORIS et VLBI. Evaluer le potentiel de ces systèmes et exploiter leurs jeux de données pour étudier le cycle de l'eau régional et global formeront un axe de recherche prioritaire à moyen terme.Note de contenu : Chapitre 1. Introduction
1.1 Les GNSS et le développement de leurs applications géodésiques et météorologiques
1.2 Les mesures GNSS, les méthodes de traitement des données et les sources d'erreurs
1.3 Objectifs et démarche des recherches menées
Chapitre 2. Correction troposphérique et positionnement vertical
2.1 Introduction
2.2 Variabilité de la vapeur d'eau et impact sur le positionnement par GPS
2.3 Développement d'un lidar Raman pour le sondage de la vapeur d'eau atmosphérique
2.4 Correction troposphérique par lidar Raman et positionnement GPS
2.5 Conclusions
Chapitre 3. Sondage de la vapeur d'eau par GPS et météorologie des latitudes tempérées
3.1 Introduction
3.2 Etude de sensibilité de l'estimation des ZTD par GPS
3.3 Sondage de la vapeur d'eau par GPS
3.4 Validation de modèles météorologiques par GPS
3.5 Etudes de processus atmosphériques par GPS
3.6 Conclusions
Chapitre 4. Climat et cycle de l'eau de la mousson africaine
4.1 Introduction
4.2 Un réseau GPS pour l'étude de la mousson africaine
4.3 Comparaisons modèles – observations en Afrique
4.4 Analyse multi-échelle de la variabilité de la vapeur d'eau en Afrique par GPS
4.5 Bilans d'eau atmosphériques : cycle diurne et convection
4.6 Bilans d'eau atmosphériques : échelle régionale et cycle saisonnier
4.7 Le cycle de l'eau vu par les modèles de prévision météorologique
4.8 Détection des variations saisonnières du stock d'eau sous-terraine à partir des déplacements des stations GPS
4.9 Conclusions
Chapitre 5. Perspectives
5.1 L'apport des systèmes d'observations géodésiques à l'étude du cycle de l'eau de l'échelle régionale à globale
5.2 Synergie entre lidar Raman et GNSS : vers un système intégré de sondage atmosphérique et de positionnement vertical
5.3 Développements méthodologiques en traitement de données de géodésie spatiale multi-techniquesNuméro de notice : 14911 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : Habilitation à diriger des recherches : Géodésie : Paris 6 : 2012 nature-HAL : Thèse En ligne : https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-00851617 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=76811 Documents numériques
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PermalinkPermalinkEtude du cycle de l’eau à partir de modèles numériques de prévision météorologique et d’observations sur l’Afrique du Nord / Maïté Lacarra (2009)
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