Brevet FR2654839A1 — publié le 19910524

Le domaine de l'invention est celui des appareils pour l'étude de la stratosphere par sondage laser, et concerne plus particulièrement la mesure de concentration de gaz atmosphériques terrestres tels que l'ozone par exemple. De tels appareils, connus sous le nom de "LIDAR" (Light Detection And Ranging) fonctionnent sous le principe de la télédétection active analogue à celui du radar. L'émetteur est constitué d'une source d'émission laser émettant à une longueur d'onde comprise entre le proche ultraviolet (0,3 micromètres) et le proche ultrarouge (10 micromètres). Cette gamme de longueurs d'ondes conduit à une interaction lumierematière efficace avec les molécules et les particules de petites dimensions présentes dans l'atmosphère. Du fait qu'une radiation détecte un obstacle dont la dimension la plus faible est une fraction de la longueur d'onde incidente, ces appareils sont sensibles à des particules de dimensions inférieures au micron. L'interaction du rayonnement lumineux avec les particules provoque une diffusion de la lumière émise, notamment en direction de la base d'émission. Dans le cas ou le rayonnement lumineux est engendré par une source laser impulsionnelle, l'analyse de la diffusion de la lumière émise sur le parcours du signal impulsionnel laser, permet de mesurer les paramètres optiques des diffuseurs (molécules et particules atmosphériques) mais aussi de restituer des informations sur les constituants des couches atmosphériques selon plusieurs distances en altitude. En conséquence, suivant le choix de la ou des longueurs d'ondes et la méthode de mesure utilisée, ces propriétés optiques permettent de déterminer la répartition spatiale des principales variables météorologiques (pression, température, vent, humidité) et des constituants atmosphériques (ozone, vapeur d'eau...). Une méthode de mesure consiste à déterminer l'intensité d'un signal rétrodiffusé en fonction du temps de parcours de la lumière dans son trajet aller et retour entre le système émetteur-récepteur et la zone diffusante. Le système émetteur ou source laser émet une impulsion lumineuse monochromatique de divergence très faible, éclairant ainsi un cône de l'atmosphère terrestre par exemple. Les photons rétrodiffusés par toutes les couches atmosphériques sont collectés par un dispositif d'observation ou télescope, détectés et transformés en impulsions de courant par des circuits photomultiplicateurs.Une telle méthode est décrite dans l'article intitulée "Ozone Monitoring in the Troposphere and Lower Stratosphere : Evaluation and Operation of a Ground Based Lidar Station" Jacques PELON et Gérard MEGIE, Journal of geophysical research, vol 87, N C7, pages 4947-4955, June 20, 82. Dans ce document, on divulgue une méthode de mesure de la concentration d'ozone dans l'atmosphère en utilisant la technique d'absorption différentielle. Selon le document, on émet séquentiellement deux signaux optiques laser de type impulsionnel, à deux longueurs d'ondes distinctes convenablement choisies en fonction de la nature du gaz, objet de la mesure. Ces deux longueurs d'ondes correspondent à deux valeur distinctes du coefficient d'absorption de l'ozone en l'occurrence. La concentration d'ozone est calculée à partir de la pente du rapport des intensités rétrodiffusées aux deux longueurs d'ondes respectives. L'appareillage utilisé pour effectuer ces mesures comprend une source laser émettant en séquence deux signaux optiques à deux longueurs d'ondes différentes, le flux optique rétrodiffusé étant reçu sur un télescope associé à un séparateur de longueurs d'ondes du type dichroique. Les longueurs d'ondes séparées sont fournies à des préamplificateurs lesquels sont reliés à un appareil du type BIOMATION 1000" réalisant un échantillonnage à une fréquence de 10 MHz et à un compteur de photons à 256 canaux utilisés en parallèle avec 1' échantillonneur. Cependant, les appareils connus tels que celui décrit précédemment ne permettent pas d'obtenir une grande précision sur les paramètres géophysiques mesurés, ce manque de précision étant dû essentiellement à la mauvaise qualité de l'échantillonnage temporel des signaux rétrodiffusés. Plus particulièrement, les appareils connus sont conçus sous forme d'association de modules de conceptions diverses conduisant à un ensemble hétérogène et complexe d'un prix de revient prohibitif. Par ailleurs, les modules pris séparément ne sont pas adaptés aux performances attendues pour ce type de mesures et notamment leurs caractéristiques d'échantillonnage et de comptage sont réduites, ce qui conduit à ne réaliser que des sondages sur une dizaine de kilometres pour chaque module. De plus, les limites technologiques des appareils connus ne permettent pas d'obtenir un recouvrement suffisant entre les mesures effectuées dans la basse stratosphère (échantillonnage) et dans la haute stratosphère (comptage).Ces différents inconvénients sont pour l'essentiel dus au fait que le signal rétrodiffusé a une grande dynamique d'amplitude, la tension du signal étant proportionnelle à la densité atmosphérique qui décroît avec l'altitude et qu'il est nécessaire non seulement de déterminer l'écho du signal, mais aussi, sa variation locale (dérivée) en fonction de l'altitude. En conséquence, l'objectif de l'invention est de palier ces différents inconvénients et notamment de fournir un appareil de mesure par sondage laser susceptible de fonctionner pour un domaine d'altitude important de l'ordre de plusieurs dizaines de kilomètres (au-dessus de 12 km d'altitude). Un second objectif de l'invention est de fournir un appareil de mesure d'un signal haute fréquence qui tient compte de la grande dynamique d'amplitude de ce signal. Encore un autre objectif de l'invention est de fournir un appareil de mesure par sondage laser susceptible de minimiser les erreurs de mesures expérimentales engendrées lors de la détermination de la pente du rapport des intensités de signaux rétrodiffusés aux deux longueurs d'ondes choisies. Encore un autre objectif de l'invention est de fournir un appareil de mesure par sondage laser qui soit conçu sous forme d'une chaîne intégrée, compacte permettant des mesures efficaces dans des délais réduits. Ces objectifs ainsi que d'autres sont atteints à l'aide d'un appareil pour l'étude de la stratosphère par sondage laser, notamment pour la mesure de concentration de gaz atmosphérique, caractérisé en ce qu'il comprend une source d'émission laser pour effectuer une pluralité de tirs successifs dans l'atmosphère, la source d'émission laser comportant au moins une voie pour l'émission simultanée de deux signaux optiques du type impulsionnel et de longueurs d'ondes prédéterminées distinctes correspondant à un tiro un moyen d'observation des signaux optiques rétrodiffusés dans l'atmosphère et de séparation des signaux optiques rétrodiffusés suivant leur longueur d'onde, des moyens photomultiplicateurs et amplificateurs reliés aux moyens d'observation et de séparation pour fournir des signaux électriques analogiques, de tension proportionnelle respectivement à la quantité de photons de chacun des signaux optiques observés, sur au moins deux sorties séparées, un premier ensemble électronique relié à la première sortie des moyens photomultiplicateurs et amplificateurs et un second ensemble électronique relié à la seconde sortie des moyens photomultiplicateurs et amplificateurs, chaque ensemble électronique comprenant un circuit de traitement analogique pour l'échantillonnage d'un signal électrique analogique et un circuit de traitement numérique pour le comptage d'impulsions du signal électrique analogique réparties dans le temps, le circuit de traitement analogique et le circuit de traitement numérique d'un ensemble électronique étant reliés en parallèle à la sortie correspondante des moyens photomultiplicateurs et amplificateurs. La concentration du gaz atmosphérique est mesurée à partir de la pente du rapport des intensités de signaux rétrodiffusés aux deux longueurs d'ondes choisies en fonction du gaz et du domaine d'altitude étudié (par exemple l'ozone stratosphérique). Grâce au fait que l'on émet simultanément les deux signaux optiques de longueurs d'ondes distinctes et que les signaux rétrodiffusés sont traités séparément et en parallèle pour les deux longueurs d'ondes choisies, on diminue les erreurs de mesures, inhérentes à l'art antérieur, dans les cas où les couches atmosphériques se déplacent pendant la mesure. Par ailleurs, le traitement parallèle associe à chaque longueur d'ondes permet une diminution sensible de la durée de la mesure. Selon une autre caractéristique de l'invention, le circuit de traitement analogique comprend un convertisseur analogique numérique pour fournir des échantillons numériques à partir du signal électrique analogique délivré par les moyens photomultiplicateurs et amplificateurs pour un tir, dans une pluralité de fenêtres temporelles, un premier moyen de mémorisation relié au convertisseur analogique numérique pour la mémorisation des échantillons numériques correspondant à un tir, et associés à la pluralité de fenêtres temporelles, des moyens de calcul reliés au premier moyen de mémorisation pour effectuer la somme cumulée et la somme des carrés cumulée des échantillons numériques, pour des tirs se succédant, les moyens de calcul étant reliés à des seconds moyens de mémorisation respectivement des sommes cumulées et des sommes des carrés cumulés des échantillons numériques associés à chaque calcul, Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le circuit de traitement numérique comprend des moyens de comptage d'impulsions de signal électrique analogique délivré par les moyens photomultiplicateurs et amplificateurs pour un tir, dans une pluralité de fenêtres temporelles, un premier moyen de mémorisation reliés aux moyens de comptage d'impulsions pour la mémorisation des nombres d'impulsions de signal comptées associés à la pluralité de fenêtres temporelles, des moyens de calcul reliés au premier moyen de mémorisation pour effectuer la somme cumulée et la somme des carrés cumulée des nombres d'impulsions, pour des tirs se succédant, les moyens de calcul étant reliés à des seconds moyens de mémorisation respectivement des sommes cumulées et des sommes des carres cumulées des nombres d'impulsions associés à chaque calcul. Grâce au fait que les traitements effectues sur les échantillons numériques et les nombres d'impulsions sont réalisés par des circuits spécialisés, l'appareil selon l'invention présente des caractéristiques de fonctionnement adaptées aux signaux optiques rétrodiffusés de grande dynamique d'amplitude. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les moyens de comptage sont constitués de deux compteurs fonctionnant en alternance de manière que lesdits compteurs d'impulsions délivrent à tour de rôle un nombre d'impulsions au premier moyen de mémorisation des nombres d'impulsions de signal. Le circuit de traitement numérique constitué de compteurs à grande bande passante jumelé au circuit du traitement analogique permet donc, non seulement d'effectuer des mesures sur des signaux détectés ayant une grande dynamique d'amplitude (106 et 107) mais aussi d'obtenir un recouvrement du domaine des mesures. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'appareil comprend en outre un moyen de traitement microprogrammable relié aux ensembles électroniques pour fournir le profil vertical de concentration de gaz stratosphérique ainsi que le profil d'erreur relative liée à la mesure à partir des sommes et des sommes des carrés des échantillons numériques et des nombres d'impulsions sur chaque longueur d'onde. Du fait que les calculs préalables à la détermination des concentrations de gaz et des erreurs de mesure calculées sont réalisés au niveau des circuits de traitement analogique et des circuits de traitement numériques, il est possible d'utiliser un moyen de traitement microprogrammable du type microordinateur permettant de visualiser en temps réel les profils verticaux de concentration en même temps que les signaux mesurés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une représentation schématique de l'appareil selon l'invention, - la figure 2 est une représentation schématique de la partie de traitement analogique visible sur la figure 1, - la figure 3 est une représentation schématique de la partie de traitement numérique visible sur la figure 1. Comme cela apparaît sur la figure 1, l'appareil pour l'étude de la stratosphere selon l'invention comprend principalement une source d'émission laser 10, un dispositif d'observation 15, des moyens de conversion d'impulsion lumineuse détectés en signaux électriques 16 et deux ensembles électroniques 201, 202 pour l'analyse des signaux électriques issus de la conversion. Selon l'invention, la source laser 10 comporte deux voies d'émission 101, 102 émettant chacune un signal optique du type impulsionnel de longueur d'onde prédéterminée en fonction de la nature de l'élément atmosphérique à analyser. Ainsi, la voie 101 émet un signal 121 de longueur d'onde égale à 355 nanometres et la voie 102 émet un signal 122 de longueur d'onde égale à 308 nanomètres, ces deux longueurs d'ondes étant choisies pour la mesure de concentration d'ozone dans l'atmosphère terrestre. Bien entendu, on pourra prévoir d'utiliser une seule source laser à une voie dans la limite des disponibilités technologiques et en fonction de l'écart choisi entre les deux longueurs d'ondes. L'émission des deux signaux optiques aux longueurs d'ondes distinctes se fait simultanément et est commandée par un dispositif de commande 40 relié à la source laser 10. Le dispositif de commande 40 comporte deux ensembles de commande 401, 402 associés respectivement à chaque voie de la source d'émission laser 10. Le dispositif de commande 40 est relié à un micro-ordinateur 60 par l'intermédiaire d'un couple d'interfaces d'entrée-sortie 501, 502. Les paramètes d'entrée pour une mesure sont entrées par l'utilisateur à l'aide d'un menu déroulant pré-enregistré dans les mémoires du micro-ordinateur 60.Les paramètres d'entrée d'une mesure sont d'une part la cadence des tirs (10 Hz à 100 Hz) et d'autre part un nombre de tirs réels (jusqu'à 16384), le nombre de tirs définissant une séquence de la mesure. Par ailleurs, l'utilisateur commandera l'instant de début de la mesure en appuyant par exemple sur une touche spécifique d'un clavier relié au micro-ordinateur 60. Les différents paramètres de cadence et nombre de tirs sont fournis au dispositif de commande 40 de manière que ce dernier détermine les instants d'émission ou de tirs de la source laser 10. La source laser 10 commandée par le dispositif de commande 40 émet à chaque tir des impulsions lumineuses de courtes durées (inférieures à 100 millisecondes) sur chacune de ses voies 101, 102 aux longueurs d'ondes prédéterminées et à la fréquence de répétition préenregistrée. La propagation des impulsions laser dans l'atmosphère engendre un signal optique rétrodiffusé continu du sol à la statosphère. Le flux lumineux rétrodiffusé à chaque tir laser est reçu par un dispositif d'observation 15, par exemple un téléscope et est analysé par un système optique séparateur de longueurs d'ondes, par exemple une lame dichroïque (non représentée), permettant de filtrer le flux laser à chaque longueur d'onde choisie reçue simultanément. On pourra prévoir dans le cadre du mode de réalisation de l'invention, pour le système optique, une lame dichroïque à réflexion maximum pour la longueur d'onde de 308 nanomètres et à transmission maximum pour la longueur d'onde de 355 nanomètres comme cela est connu de l'homme de l'art. Le flux lumineux reçu pour chaque longueur d'onde par le dispositif d'observation 15 est détecté par deux tubes photomultiplicateurs 16 qui lui sont reliés, fournissant respectivement en sortie, deux signaux électriques de tension proportionnelle à la quantité de photons reçus. Les signaux électriques sont amplifies par des amplificateurs de bande passante égale à 500 MHz, passant le continu, et ayant un temps de récupération inférieur à 2 nanosecondes. Ce type d'amplificateur est disponible chez "COMLINEAR" sous la référence "CLC100 MHz". Sur la figure 1, l'ensemble des deux photomultiplicateurs et amplificateurs est désigné sous la référence 16.Les amplificateurs délivrent sur deux sorties séparées 171, 172, respectivement, deux signaux électriques analogiques amplifiés de tension proportionnelle à la quantité de photons reçue pour les deux longueurs d'ondes choisies. Les deux sorties 171, 172, des moyens photomultiplicateurs et amplificateurs 16 sont reliées respectivement aux entrées de deux ensembles électroniques 201, 202 d'acquisition et de traitement des signaux électriques analogiques, chaque ensemble électronique étant associé à une longueur d'onde, c'est à dire à une voie de la source laser 10. Chaque ensemble électronique 201, 202 est de structure identique et comprend un circuit de traitement analogique 251, 252 pour l'échantillonnage du signal électrique analogique fourni par la sortie 171, 172 de l'amplificateur correspondant et un circuit de traitement numérique 301, 302 pour le comptage d'impulsions du signal électrique analogique réparties dans le temps fournies de même par la sortie 171, 172 de l'amplificateur correspondant. Comme visible sur la figure 1, le circuit de traitement analogique et le circuit de traitement numérique d'un ensemble électronique sont reliés en parallèle à une sortie correspondante des moyens photomultiplicateurs et amplificateurs. Selon l'invention, chaque circuit de traitement analogique sera affecté pour la mesure des forts flux lumineux rétrodiffusés et chaque circuit de traitement numérique sera affecté pour la mesure des faibles flux lumineux rétrodiffusés de façon à obtenir un recouvrement des domaines de mesures. Une mesure est constituée par une série de tirs lasers successifs. Les signaux optiques rétrodiffusés correspondants sont nommés "tir à tir" pour les ensembles électroniques d'acquisition et de traitement des signaux électriques analogiques. Chacun des deux ensembles électroniques 201, 202 permet d'effectuer d'une part l'addition des signaux mémorisés tir à tir et d'autre part, préparer les données pour le calcul des moyennes et des variances pour les n tirs correspondant à la mesure. Chacun des deux ensembles électroniques 201, 202 est commandé par le dispositif de commande 40 en synchronisme avec les émissions de signaux optiques de la source laser 10. Le circuit de traitement analogique 251, 252 et le circuit de traitement numérique 301, 302, étant identiques pour les deux ensembles électroniques 201, 202, nous ne décrirons seulement qu'un seul des circuits de traitement analogiques et numériques 251, 301. Comme visible sur la figure 2, le circuit de traitement analogique 25 comprend un convertisseur analogique numérique 200 relié à la sortie de l'amplificateur 16. Le convertisseur analogique numérique 200 est commandé par un cadenceur 250 fournissant l'instant de départ de l'échantillonnage du signal électrique analogique, cet instant correspondant à un instant d'émission de la source laser 10. Le signal électrique analogique en sortie de l'amplificateur 16 est échantillonné à une fréquence de 10 MHz sur 12 bits dans une pluralité de fenêtres temporelles (2048 fenêtres successives), ces paramètres correspondant aux caractéristiques de fonctionnement du convertisseur analogique numérique 200.A chaque instant d'émission ou tir laser, le convertisseur analogique numérique calcule 2048 mots de 12 bits ou échantillons associés à la pluralité de fenêtres temporelles, lesquels sont mémorisés en séquence dans une mémoire vive (RAM) 205 de capacité adéquate (2048 mots de 12 bits) et reliée au convertisseur numérique analogique 200. L'adressage de la mémoire vive 205 est gérée par un compteur d'adresses 245 alimenté par le cadenceur 250. A la fin de chaque tir, les 2048 mots de 12 bits ou échantillons numériques mémorisés dans la mémoire vive 205 sont transférés en séquence à un multiplicateur binaire 210, effectuant pour chaque échantillon numérique, le calcul de son carré arithmétique. Chaque valeur binaire correspondant à chaque échantillon numérique élevé au carré est ensuite fournie à un circuit additionneur binaire 213.Par ailleurs, la mémoire 205 est reliée directement au circuit additionneur binaire 213. Le circuit additionneur binaire 213 est associé à un couple de mémoire vive 225, 230, chacune d'une capacité en nombre de mots mémoire équivalente à la mémoire vive 205 (2048 mots). Le circuit additionneur 213 effectue la somme des carrés des échantillons numériques délivrés par le multiplicateur 210 avec la somme des carrés cumulée mémorisée précédemment dans la mémoire 225 pour chaque tir se succédant, la somme des carrés cumulée finale étant mémorisée dans la mémoire 225. Parallèlement à ce traitement, le circuit additionneur 213 effectue la somme des échantillons numériques délivrés par la mémoire 205 avec les sommes cumulées précédemment dans la mémoire 230, les sommes cumulées finales étant mémorisées dans la mémoire 230 pour chaque tir se succédant. Le circuit additionneur 213 est commun aux deux opérations arithmétiques, il fonctionne séquentiellement et déverse ses résultats respectivement dans les mémoires 225 et 230. Après chaque séquence de mesure, comportant au maximum 16384 tirs, cette valeur étant donnée à titre d'exemple, les mémoires 225, 230 contiennent chacune 2048 valeurs binaires, chaque valeur binaire pouvant s'exprimer par la somme de 1 à N des x2 pour la mémoire 225 et la somme de 1 à N des xi pour la mémoire 230 où représente un échantillon binaire de rang i dans la suite de 2048 échantillons calculés pour un tir, et N représente le nombre de tirs dans la séquence de mesure. A la fin d'une séquence de mesure, les sommes cumulées et les sommes des carrés cumulées des échantillons numériques sont disponibles dans les mémoires 225, 230 de capacités de mémorisation en nombre de mots mémoire equivalentes, c'est à dire qu'elles sont capables de mémoriser chacune 2048 valeurs sur 38 bits par exemple. Pendant tout le cycle de traitement, les différents circuits, notamment les moyens de mémorisation 205, 225, 230, sont commandés par un compteur d'adresses 245 qui gère leur adressage et par une logique de gestion de bus trois états 240 chargée de la sélection des différentes mémoires comme cela est connu de l'homme de l'art. Le séquenceur 250, le compteur d'adresse 245 et la logique de gestion de bus à trois états 240 constituent le dispositif de commande 401 associé à la voie 1. Les données mémorisées dans les mémoires 225, 230 sont transférées à la fin d'une séquence de mesure au micro-ordinateur 60 par l'intermédiaire d'un multiplexeur 235 et du circuit d'interface d'entréesortie 501, le micro-ordinateur 60 comportant notamment des moyens de mémorisation 80 du type disque souple ou équivalent. Les données transférées vers le microordinateur 60 sont ensuite traitées par le microordinateur 60 à l'aide d'un programme spécifique pour déterminer les moyennes et les variances correspondant aux sommes cumulées des échantillons numériques pour la pluralité de tirs. Comme visible sur la figure 3, le circuit de traitement numérique 301 comporte, reliés en parallèle à la sortie 171 des moyens photomultiplicateurs et amplificateurs 16, deux compteurs de photons 300, 301 fonctionnant en alternance. Les deux compteurs 300, 301, sont reliés à une mémoire vive 305 d'une capacité de 1024 mots de 8 bits. De préférence, chaque compteur 300, 301 a une bande passante de 300 MHz de sorte que l'ensemble de comptage est capable de prendre en compte 256 événements chaque microseconde (les compteurs 300, 301 étant des compteurs 8 bits). Les deux compteurs 300, 301 sont commandés par un cadenceur 350, le cadenceur 350 commandant alternativement l'un des deux compteurs toutes les microsecondes, de sorte que lorsqu'un ordre de comptage est transmis à un premier compteur pendant une microseconde, par exemple le compteur 300, un ordre de lecture engendré par le cadenceur 350 permet au second compteur 301 de vider sa valeur de comptage dans la mémoire vive 305 et réciproquement. Cette opération est réalisée 512 fois pour chaque tir de la source laser 10. De même que décrit précédemment, un instant de départ de comptage correspond à un instant d'émission de la source laser 10. Le signal impulsionnel discret fourni aux entrées des compteurs 300, 301 est donc analysé pendant 1024 microsecondes, ce qui représente la durée d'analyse d'un tir.On pourrait bien entendu se limiter à un seul compteur, mais le fait d'utiliser deux compteurs fonctionnant en alternance, permet de ne pas perdre d'informations puisque les tirs se suivent en continu. Les deux compteurs 300, 301 permettent donc le comptage de photons, à un taux de répétitions de 300 MHz par fenêtre de 1 microseconde de largeur, dans une pluralité de fenêtres temporelles, dans le cas présent, dans 1024 fenêtres de 1 microseconde chacune. L'adressage de la mémoire vive 305 est géré par un compteur d'adresses 345 alimenté par le cadenceur 350. A la fin de chaque tir, les 1024 données de la mémoire 305 sont transférées en séquences vers un multiplicateur binaire 310 effectuant pour chaque valeur de comptage son élévation au carré arithmétique. Chaque valeur de comptage élevée au carré est ensuite fournie à un cicuit additionneur binaire 313. Par ailleurs, la mémoire 305 est reliée directement au circuit additionneur 313. Le circuit additionneur 313 est associé, de façon similaire, au circuit additionneur 213 du circuit de traitement analogique, à un couple de mémoire vive 325, 330, chacune d'une capacité équivalente en nombre de mots mémoire à la mémoire vive 305 (1024 mots de 22 bits). Le circuit sommateur 313 effectue la somme des carrés des valeurs de comptage numériques délivrées par le multiplicateur 310 avec la somme des carrés cumulée dans la mémoire 325 pour chaque tir se succédant, les sommes des carrés cumulées finales étant mémorisées dans la mémoire 325. Parallèlement à ce traitement, le circuit additionneur 313 effectue la somme des valeurs de comptage délivrées par la mémoire 305 avec les sommes cumulées dans la mémoire 330, les sommes cumulées finales étant mémorisées dans la mémoire 330, pour chaque tir se succédant. Les mémoires 325, 330 ont chacune une capacité de mémorisation de 1024 mots de 30 bits. Comme pour le circuit additionneur 213, le circuit additionneur 313 est commun aux deux opérations arithmétiques, il fonctionne séquentiellement et déverse ses résultats respectivement dans les mémoires 325 et 330.Après chaque séquence de mesure, les mémoires 325, 330 contiennent chacune 1024 valeurs, chaque valeur pouvant s'exprimer selon l'expression mathématique définie précédemment pour les échantillons numériques mémorisés dans les mémoires 225, 230 du circuit de traitement analogique. A la fin d'une séquence, les sommes cumulées et les sommes des carrés cumulées des nombres d'impulsions comptées sont disponibles dans les mémoires 325, 330 de capacité de mémorisation équivalente. Comme pour le circuit de traitement analogique, les moyens de mémorisation 305, 325, 330, sont commandés par un compteur d'adresses 345 qui gère leur adressage et par une logique de gestion de bus à trois états 340 chargé de la sélection des différentes mémoires. Les données mémorisées dans les mémoires 325, 330 sont transférées à la fin d'une séquence de mesure au micro-ordinateur 60 par l'intermédiaire d'un circuit multiplexeur 335 et d'un circuit interface d'entréesortie 501. Les résultats de sommations et des sommations des carrés pour les deux modes analogique et numérique mis en oeuvre respectivement par le circuit de traitement analogique 251, et le circuit de traitement numérique 301 sont envoyés en parallèle vers les moyens de mémorisation 80 du micro-ordinateur 60. Comme cela a déjà été précisé précédemment, les circuits de traitements analogique et numérique 252 302 sont identiques dans leur structure et leur fonctionnement aux circuits de traitements analogique et numérique 251, 301. Par ailleurs, les deux ensembles électroniques 201, 202 fonctionnant en parallèle, après chaque mesure, fournissent au micro-ordinateur 60 par l'intermédiaire des circuits d'interfaces d'entréesortie 501, 502, les sommes et les sommes des carrés cumulées des échantillons numériques délivrés par les deux circuits de traitements analogiques 251, 252 et les sommes et les sommes des carrés cumulées des nombres d'impulsions délivrés par les deux circuits de traitements numériques 3 1 302. Le micro-ordinateur peut ainsi calculer, pour chaque longueur d'onde, les"valeurs de moyenne et de variance correspondant aux différentes données qui lui ont été transmises et visualiser en temps réel le profil vertical de concentration du gaz atmosphérique étudié ainsi que le profil d'erreur relative liée à la mesure grâce à un programme préétabli et adapté aux mesures du gaz. La chaîne de mesure qui vient d'être décrite permet d'effectuer des mesures atmosphériques à deux longueurs d'ondes distinctes. Bien entendu le nombre de voies de l'appareil selon l'invention n'est pas restrictif et il sera facile d'étendre la chaîne de mesure à N voies. Par ailleurs, le système électronique qui vient d'être présenté, peut également être utilisé pour d'autres applications requérant le comptage d'événements tels que photons ou particules, l'analyse et la comparaison de distributions temporelles d'événements. Les circuits électroniques, mis en oeuvre dans les deux ensembles électroniques 201,202, utilisent la technologie C MOS haute vitesse, et on pourra prévoir avantageusement que les caractéristiques telles que le nombre et la durée des analyses pourront être étendues par accroissement du plan mémoire. Le champ d'application de l'appareil selon l'invention couvre l'ensemble de la physique de l'atmosphère météorologie, climatologie, physicochimie. Bien entendu, l'exemple de réalisation de l'invention est donné à- tire illustratif et on pourra prévoir d'autres variantes sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil pour l'étude de la stratosphère par sondage laser, notamment pour la mesure de concentration de gaz atmosphériques, caractérisé en ce qu'il comprend une source d'émission laser (10) pour effectuer une pluralité de tirs successifs dans l'atmosphère, la source d'émission laser comportant au moins une voie (101, 102) pour l'émission simultanée de deux signaux optiques (121, 122) du type impulsionnel et de longueurs d'ondes prédéterminées distinctes correspondant à un tir, un moyen d'observation (15) des signaux optiques (121, 122) rétrodiffusés dans l'atmosphère et de séparation des signaux optiques rétrodiffusés suivant leur longueur d'onde, des moyens photomultiplicateurs et amplificateurs (16) reliés aux moyens d'observation et de séparation (15) pour fournir des signaux électriques analogiques, de tension proportionnelle respectivement à la quantité de photons de chacun des signaux optiques observés, sur au moins deux sorties séparées (171, 172), un premier ensemble électronique (201) relié à la première sortie (171) des moyens photomultiplicateurs et amplificateurs et un second ensemble électronique (202) relié à la seconde sortie (172) des moyens photomultiplicateurs et amplificateurs, chaque ensemble électronique comprenant un circuit de traitement analogique (251, 252) pour l'échantillonnage d'un signal électrique analogique et un circuit de traitement numérique (301 302) pour le comptage d'impulsions du signal électrique analogique réparties dans le temps, le circuit de traitement analogique et le circuit de traitement numérique d'un ensemble électronique étant reliés en parallèle à la sortie correspondante des moyens photomultiplicateurs et amplificateurs. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de traitement analogique (25î, 252) comprend un convertisseur analogique numérique (200) pour fournir des échantillons numériques à partir du signal électrique analogique délivré par les moyens photomultiplicateurs et amplificateurs (16) pour un tir, dans une pluralité de fenêtres temporelles, un premier moyen de mémorisation (205) relié au convertisseur analogique numérique pour la mémorisation des échantillons numériques correspondant à un tir, et associés à la pluralité de fenêtres temporelles, des moyens de calcul (213) reliés au premier moyen de mémorisation pour effectuer la somme cumulée et la somme des carrés cumulée des échantillons numériques, pour des tirs se succédant, les moyens de calcul (213) étant reliés à des seconds moyens de mémorisation (225, 230) respectivement des sommes cumulées et des sommes des carrés cumulés des échantillons numériques, associés à chaque calcul, 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de traitement numérique (301r 302) comprend des moyens de comptage d'impulsions (300, 301) de signal électrique analogique délivré par les moyens photomultiplicateurs et amplificateurs (16) pour un tir, dans une pluralité de fenêtres temporelles, un premier moyen de mémorisation (305) relié aux moyens de comptage d'impulsions pour la mémorisation des nombres d'impulsions de signal comptées et associés à la pluralité de fenêtres temporelles, des moyens de calcul (313) reliés au premier moyen de mémorisation pour effectuer la somme cumulée et la somme des carrés cumulée des nombres d'impulsions, pour des tirs se succédant, les moyens de calcul (313) étant reliés à des seconds moyens de mémorisation (325, 330) respectivement des sommes cumulées et des sommes des carrés cumulées des nombres d'impulsions associés à chaque calcul. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de comptage sont constitués de deux compteurs d'impulsions (300, 301) fonctionnant en alternance de manière que lesdits compteurs d'impulsions (300, 301) délivrent à tour de rôle un nombre d'impulsions au premier moyen de mémorisation (305) des nombres d'impulsions de signal. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen de traitement microprogrammable (60) relié aux ensembles électroniques (201, 202) pour fournir le profil vertical de concentration du gaz atmosphérique étudié ainsi que le profil d'erreur relative liée à la mesure à partir des sommes et des sommes des carrés des échantillons numériques et des nombres d'impulsions sur chaque longueur d'onde.