Classification de la surface de Mars par imagerie hyperspectrale OMEGA. Suivi spatio-temporel et étude des dépôts saisonniers de CO2 et H2O / Frédéric Schmidt ; sous la direction de Bernard Schmitt et de Sylvain Douté

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Catalogue Worldcat

Mars

Spectroscopie

Schmitt, Bernard (1981-.... ; astrophysicien) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Douté, Sylvain (Directeur de thèse / thesis advisor)

Université Joseph Fourier (Grenoble) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

Relation : Classification de la surface de Mars par imagerie hyperspectrale OMEGA. Suivi spatio-temporel et étude des dépôts saisonniers de CO2 et H2O / Frédéric Schmidt / Villeurbanne : [CCSD] , 2008

Relation : Classification de la surface de Mars par imagerie hyperspectrale OMEGA. Suivi spatio-temporel et étude des dépôts saisonniers de CO2 et H2O / Frédéric Schmidt ; sous la direction de Bernard Schmitt et de Sylvain Douté / Lille : Atelier national de reproduction des thèses , 2014

Résumé / Abstract : L’étude des surfaces planétaires a été profondément modifiée par la dernière génération d’instruments spatiaux : les spectro-imageurs. Ces détecteurs produisent de nombreuses images hyperspectrales, pour lesquelles chaque pixel est associé à un spectre. Ils permettent un suivi spatial et temporel des propriétés optiques des sols. Le premier objectif de cette thèse est de proposer des outils permettant de traiter la grande quantité d’images et de spectres afin d’aborder des problématiques planétologiques. Deux types d’analyse des images produites par l’instrument OMEGA (Mars Express/ESA) sont avancées : (i) WAVANGLET, une méthode rapide de détection des corps chimiques au sol, (ii) JADE+BPSS, une séparation de source en aveugle qui permet de détecter des corps chimiques sans a priori. Les régions polaires de Mars sont le siège d’un cycle climatique annuel d’échange de CO2 entre atmosphère et surface. Pendant la nuit polaire, le CO2 atmosphérique se condense au sol, tandis qu’il se sublime à nouveau pour gonfler l’atmosphère, dès les premiers rayons du soleil au printemps. Ce cycle a été mis à jour depuis les années 60 mais aujourd’hui encore, le détail microphysique d’interaction entre atmosphère et surface demeure inconnu. Le second objectif de cette thèse est d’établir un modèle de sublimation des dépôts saisonniers martiens. Le bilan de masse est simulé par un bilan radiatif sur une surface rugueuse. La confrontation de ce modèle avec différents jeux de données spatiales a permis de montrer que la sublimation de la calotte saisonnière sud de Mars est contrôlée majoritairement par son albédo. Des études ultérieures seront nécessaires pour saisir quels sont les mécanismes à l’origine des variabilités d’albédo (métamorphisme, contamination en poussière, . . . ).

Résumé / Abstract : Imaging spectrometer, the last generation of space instruments, strongly modify the study of planetary surfaces. Those detectors record manifold hyperspectral images (an image for which each pixel is associated with a spectrum). Such instrument allows us to follow the soil optical properties through space and time. The first objective of my thesis is to propose some tools to analyse a huge amount of images and spectra in planetological perspectives. Two types of methods are introduced to examine the data acquired by the OMEGA instrument (Mars Express/ESA) : (i) WAVANGLET, a fast detection algorithm to identify the presence of chemical species at the ground, (ii) JADE+BPSS, a blind source separation method that is able to detect chemical species without a priori. The Martian annual cycle of CO2 consist of an exchange between surface and atmosphere, which is particularly relevant in Polar Regions. During the polar night, atmospherical CO2 condensate at the ground, whereas it starts to sublimate again during the spring, when the solar light heat up the surface. This major climatic cycle has been revealed in the 1960th but even today, the microphysic of interaction between surface and atmosphere is still unknown. The second objective of this thesis is to build a model of the seasonal deposit sublimation. The mass balance is simulated by a radiative balance on a rough surface. The confrontation of this model with various dataset shows that the seasonal south polar cap sublimation is mainly controlled by its albedo. Further studies must determine the exact mechanisms in the origin of this albedo variability (metamorphism, dust contamination,. . . ).