Reconstruction du spectre UV solaire en vue de la caractérisation des environnements planétaires

• Main Author: Cessateur, Gaël
• Language: fra
• Published: Université d'Orléans 2011
• Subjects: [PHYS:ASTR:SR] Physics/Astrophysics/Solar and Stellar Astrophysics; [PHYS:ASTR:SR] Physique/Astrophysique/Astrophysique stellaire et solaire; [SDU:ASTR:SR] Sciences of the Universe/Astrophysics/Solar and Stellar Astrophysics; [SDU:ASTR:SR] Planète et Univers/Astrophysique/Astrophysique stellaire et solaire; Météorologie de l'espace; spectre solaire Ultraviolet; analyse statistique multivariée; radiomètre; émissions planétaires; Ganymède
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00988360; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/98/83/60/PDF/gael_cessateur.pdf

La connaissance du flux UltraViolet (UV) solaire et de sa variabilité dans le temps est un problème clé aussi bien dans le domaine de l'aéronomie qu'en physique solaire. Alors que l'extrême UV, entre 10 et 121 nm, est important pour la caractérisation de l'ionosphère, l'UV entre 121 et 300 nm l'est tout autant pour les modélisations climatiques. La mesure continue de l'irradiance dans l'UV est cependant une tâche ardue. En effet, les instruments spatiaux étant dans un environnement hostile se dégradent rapidement. De nombreux modèles basés sur des indices solaires sont alors utilisées lorsque peu de données sont disponibles. Pourtant, l'utilisation de ces indices ne permet pas d'atteindre aujourd'hui une précision suffisante pour les différentes applications en météorologie de l'espace. Comme alternative, ce travail de thèse met en avant l'utilisation de bandes passantes pour reconstruire l'irradiance solaire dans l'UV. En utilisant des méthodes d'analyse statistique multivariée, ce travail met tout d'abord en évidence la forte cohérence de la variabilité spectrale de l'irradiance dans l'UV, ainsi que ses principales caractéristiques. Une première étape consiste à utiliser des bandes passantes existantes afin de tester la faisabilité de notre approche: le flux UV peut ainsi être reconstruit avec une erreur relative d'environ 20%, une bien meilleure performance qu'avec l'utilisation d'indices solaires. Ce travail propose ensuite plusieurs choix pour définir un futur instrument d'un genre nouveau. Afin de limiter les problèmes de dégradation liés à l'utilisation de filtres, les nouveaux détecteurs à matériaux à large bande interdite permettent de sélectionner la bande spectrale, notamment pour l'UV à partir de 120 nm. Enfin, une modélisation de l'impact du flux UV solaire sur l'atmosphère de Ganymède est exposée. Les émissions atmosphériques pour quelques espèces sont alors calculées, afin de proposer quelques recommandations pour les futures missions pour Jupiter.