Brevet FR2657165A1 — publié le 19910719

Procédé et dispositif de détection d'une espèce chimique à distance dans un milieu transparent La présente invention tend à la détection d'une espèce chimique à distance. Elle utilise pour cela l'absorption d'une lumière visible, ultraviolette ou infrarouge par cette espèce chimique et n'est donc applicable que dans un milieu transparent à cette lumière. Un dispositif typique connu permet une telle détection dans l'atmosphère. I1 est appelé lidar topographique. De manière très générale, il comporte au moins un laser pour émettre des impulsions de lumière présentant deux longueurs d'onde différentes mais voisines, et il utilise les échos fournis par des cibles dites topographiques, c'est-à-dire liées au sol, pour mesurer des variations spectrales-du bilan de la liaison optique aller et retour ainsi réalisée. Les cibles choisies sont souvent naturelles, par exemple un rocher ou des arbres, mais peuvent aussi être artificielles, par exemple un bâtiment.Si les deux longueurs d'onde sont convenablement choisies, une telle mesure permet de connaître, au moins approximativement, la densité moyenne d'une espèce chimique dont on souhaite détecter la présence éventuelle entre ce dispositif et la cible choisie. Plus précisément un tel dispositif connu comporte divers éléments qui lui sont communs, quant à leurs fonctions indiquées ci-après, avec un dispositif selon la présente invention et qui sont les suivants - Un ensemble d'émission de lumière pour émettre des impulsions de détection et des impulsions de référence qui forment une succession temporelle de paires d'impulsions au cours d'une séquence de mesure. Ces paires comportent chacune une impulsion de détection présentant une longueur d'onde de détection et une impulsion de référence présentant une longueur d'onde de référence différente. Ces longueurs d'onde sont choisies pour qu'un facteur spectral de transmission, représentatif d'une éventuelle différence entre les absorptions de la lumière à ces deux longueurs d'onde sur un même trajet, dépende sensiblement de la concentration que l'espèce chimique à détecter peut présenter sur ce trajet. Ces impulsions sont émises sous la forme d'un faisceau laser de divergence limitée pouvant être orienté vers une cible diffusante éloignée pour former une tache éclairée sur cette cible. - Un ensemble de réception comportant au moins un système optique focalisateur et un détecteur de lumière disposé dans un plan focal de ce système optique pour recevoir et mesurer une fraction en retour de chacune des impulsions d'émission. Cette fraction est celle qui a été reçue par la cible, qui a été diffusée par celle-ci vers le dispositif de détection et qui est reçue dans un champ de réception formé dans ce plan focal. Ce détecteur de lumière fournit des signaux de détection et de référence qui sont des signaux de réception respectivement représentatifs des puissances lumineuses des fractions en retour des impulsions de détection et de référence et qui correspondent à ces impulsions. Ces signaux forment une succession temporelle de paires de signaux de réception au cours de chaque séquence de mesure, en correspondance avec la succession des paires d'impulsions. - Un ensemble de traitement de signaux pour recevoir les signaux de réception et pour fournir d'une part une valeur moyenne de détection établie à partir de l'ensemble des signaux de détection, d'autre part une valeur moyenne de référence établie à partir de l'ensemble des signaux de référence de cette séquence de mesure. La comparaison de ces deux valeurs moyennes permet de former un signal de mesure de concentration représentatif d'une concentration intégrée de l'espèce chimique à détecter sur le trajet du faisceau laser entre le dispositif de détection et la cible diffusante pendant la séquence de mesure. Pour qu'un signal de mesure de concentration puisse être utilement établi ainsi, trois conditions doivent être satisfaites - que les caractéristiques moyennes de l'atmosphère et de la cible soient sensiblement les mêmes pour les deux longueurs d'onde en l'absence de l'espèce chimique à détecter, - que ces caractéristiques n'aient pas varié entre les deux impulsions d'une même paire, - et qu'une seule de ces longueurs d'onde (celle de détection) corresponde à une absorption importante de la lumière par l'espèce chimique à détecter. La première condition est relativement facile à respecter : I1 suffit de choisir deux longueurs d'onde assez proches, et situées en dehors des bandes d'absorption des constituants principaux de l'atmosphère, le choix précis de ces longueurs d'onde dépendant de l'espèce chimique à détecter de manière à satisfaire à la troisième condition. La meilleure solution pour satisfaire à la seconde condition est d'émettre les deux impulsions d'une même paire à des instants suffisamment proches pour que l'atmosphère puisse être considérée comme figée dans l'intervalle. On estime que les fluctuations atmosphériques ne comportent pas de fréquences très élevées et qu'il est seulement nécessaire d'avoir un espace de temps au maximum égal à l.ms entre les deux impulsions (voir documents (1, 2) indiqués à la fin de la présente description). Dans les dispositifs connus, on utilise deux lasers pour les deux longueurs d'onde afin d'éviter les problèmes de commutation. Pour augmenter la précision de mesure, on prend ensuite la moyenne sur un nombre suffisant de paires d'impulsions (documents 3, 4, 5, 6, 7). Pratiquement cependant, on constate que ce moyennage statistique n'améliore pas autant la précision qu'il le devrait. C'est pourquoi plusieurs auteurs ont recherché les causes d'erreurs et ont proposé des solutions : Par exemple, si l'on suppose que le phénomène perturbateur essentiel est la présence d'une figure d'interférence, connue sous le nom de speckle, au niveau du récepteur, les documents (8, 9) proposent de prendre les précautions suivantes lorsque celà est possible - avoir un champ de réception, ramené dans le plan de la cible, légèrement supérieur à la dimension de la tache éclairée par le faisceau laser sur la cible, - utiliser des lasers multimodes, donc assez divergents, pour diminuer les phénomènes d'interférence, - éviter soigneusement les défauts d'alignement entre les ensembles d'émission et de réception. Quoique de telles précautions permettent effectivement d'augmenter un peu la précision obtenue, il reste très souhaitable d'augmenter encore cette précision. La présente invention a notamment pour but la réalisation d'un dispositif de détection du genre en question permettant d'obtenir d'une manière simple une précision encore améliorée. Dans ce but un dispositif selon cette invention, comportant les éléments communs précédemment mentionnés, est caractérisé par le fait que ledit ensemble d'émission comporte des moyens de déplacement de faisceau pour recevoir ledit faisceau laser sous la forme d'un faisceau d'émission fixe et pour le restituer sous la forme d'un faisceau d'émission mobile de manière à déplacer ladite tache éclairée sur ladite cible diffusante entre lesdites paires d'impulsions de ladite succession de paires d'impulsions. Ce déplacement est effectué pour que les tavelures interférentielles formées dans ledit champ de réception par la lumière dudit faisceau laser diffusée par ladite cible varient de manière aléatoire entre ces paires d'impulsions successives et n'affectent ainsi que d'une manière limitée lesdites valeurs moyennes de détection et de référence. A l'aide de la figure schématique ci-jointe, on va décrire ci-après comment la présente invention peut être mise en oeuvre, étant entendu que les éléments et dispositions mentionnés et représentés ne le sont qu'à titre d'exemples non limitatifs. La figure unique présente une vue d'ensemble d'un dispositif selon la présente invention. Le dispositif donné en exemple comporte un ensemble d'émission de lumière 2 pour émettre des impulsions de détection ID et des impulsions de référence IR. L'ensemble de ces impulsions constitue des impulsions d'émission. Elles forment une succession temporelle de paires d'impulsions IP appartenant à une séquence de mesure et comportant chacune une impulsion de détection constituée d'une lumière de détection présentant une longueur d'onde de détection et une impulsion de référence constituée d'une lumière de référence présentant une longueur d'onde de référence différente de cette longueur d'onde de détection. Ces longueurs d'onde sont choisies pour qu'un facteur spectral de transmission, représentatif d'une éventuelle différence entre les absorptions de ces deux lumières sur un même trajet, dépende sensiblement de la concentration qu'une espèce chimique à détecter présente sur ce trajet. Ces longueurs d'onde sont typiquement situées dans le domaine infrarouge. La longueur d'onde de détection correspond à une raie ou bande d'absorption de l'espèce chimique à détecter. La longueur d'onde de référence est choisie pour être aussi voisine que possible de la précédente tout en correspondant à une absorption nettement plus faible, ou si possible nulle, par la même espèce chimique. La différence entre ces deux longueurs d'onde dépend de la largeur de la raie ou de la bande d'absorption choisie. L'ensemble 2 émet ces impulsions sous la forme d'un faisceau laser FL de divergence limitée que l'on oriente vers une cible diffusante éloignée 8 pour former une tache éclairée sur cette cible. Plus précisément cet ensemble d'émission comporte - un laser de détection LD pour émettre les impulsions de détection sous la forme d'un faisceau de détection FD, - un laser de référence LR pour émettre les impulsions de référence sous la forme d'un faisceau de référence FR, - et des moyens de superposition de faisceaux pour superposer ces deux faisceaux afin de former ledit faisceau laser. Ces moyens de superposition de faisceaux comportent - une lame polarisante 4 apte à transmettre une lumière polarisée linéairement dans un plan formant un premier angle par rapport au plan d'incidence, et à réfléchir une lumière polarisée linéairement dans un plan formant un deuxième angle par rapport au plan d'incidence. Cette lame est disposée pour recevoir les deux faisceaux de détection et de référence sur deux faces opposées.Les lasers de détection LD et de référence LR sont disposés de manière qu'un premier des deux dits faisceaux de détection et de référence arrivant sur la lame 4 soit polarisé linéairement dans un plan formant ledit premier angle avec le plan d'incidence de ce premier faisceau et que l'autre de ces deux faisceaux soit polarisé linéairement dans un plan formant ledit deuxième angle avec le plan d'incidence de ce deuxième faisceau, et que ces deux plans d'incidence soient confondus, les angles d'incidence de ces deux faisceaux sur cette lame étant les mêmes. Dans ces conditions ces deux faisceaux sont superposés par cette lame sur un même trajet tout en étant polarisés linéairement dans deux plans perpendiculaires. De plus des moyens d'équivalence de polarisations 6 sont prévus pour que les polarisations des deux faisceaux de détection et de référence polarisés linéairement et superposés soient équivalentes vis-à-vis de l'atmosphère en sortie dudit ensemble d'émission. Dans le dispositif donné en exemple ces moyens d'équivalence de polarisation sont constitués par une lame quart d'onde 6 qui est disposée sur le trajet des deux faisceaux de détection et de référence polarisés linéairement et superposés. Les axes optiques de cette lame sont orientés à 45 degrés par rapport aux plans de polarisation de ces deux faisceaux. Il en résulte que cette lame transforme ces deux faisceaux en un faisceau de détection et un faisceau de référence polarisés circulairement et superposés. Dans le dispositif donné en exemple c'est l'ensemble de ces deux faisceaux polarisés circulairement et superposés qui constitue ledit faisceau d'émission fixe FF. I1 doit cependant être compris que les moyens d'équivalence de polarisation pourraient dans certains cas être constitués autrement. Tel est le cas si l'atmosphère à traverser présente une anisotropie optique symétrique par rapport à la verticale. I1 suffit alors pour obtenir l'équivalence de polarisation, que les plans de polarisation des faisceaux polarisés linéairement et superposés soient orientés à 45 degrés par rapport à la verticale. Lesdits moyens de déplacement de faisceau comportent un organe déviateur de faisceau 10 et des moyens de rotation 12 pour faire tourner cet organe déviateur autour d'un axe de rotation. Ils font donc tourner la tache éclairée sur la cible 8 autour d'un centre de rotation situé sur cette cible. L'organe déviateur est par exemple un prisme 10, comme représenté, ou une lentille excentrée, et les moyens de rotation pour l'entraîner sont par exemple constitués par un moteur 12 faisant tourner ce prisme autour de l'axe du faisceau fixe. Ces moyens de déplacement de faisceau 10, 12 appliquent au faisceau laser FL, pendant la séquence de mesure, un déplacement présentant une amplitude angulaire comprise de préférence entre O,1 et 1 milliradian lorsque la divergence naturelle du faisceau laser due à la diffraction est de l'ordre du milliradian. Ce déplacement est périodique et sa période constitue une période de balayage. Par ailleurs les séquences de mesure forment une succession périodique dont la période constitue une période de mesure, et au cours de chacune de ces séquences de mesure, les paires d'impulsions forment elles aussi une succession périodique définissant une période d'émission. Cette période de balayage est au plus égale à cette période de mesure, et elle est supérieure à cette période d'émission. Plus particulièrement l'ensemble des impulsions de lumière forme, au cours de chaque séquence de mesure, une succession sensiblement périodique, les impulsions de référence étant intercalées entre les impulsions de détection et réciproquement. La période de cette dernière succession est inférieure à la milliseconde, par exemple 0,1 ms. Dans chaque séquence de mesure le nombre de paires d'impulsion est par exemple de dix. Les lasers LD et LR sont commandés pour cela par un circuit de commande 14. De manière en soi connue l'ensemble d'émission 2 comporte en outre un ensemble de mesure d'émission 16 comportant lui-même, - un élément de prélèvement 18 pour prélever une fraction minoritaire du faisceau laser FL en formant un faisceau prélevé FP, - et un détecteur d'émission 20 recevant sur une surface détectrice d'émission 22 au moins une fraction de la lumière de ce faisceau prélevé et fournissant en réponse, lors de l'émission de chacune des impulsions d'émission, un signal d'émission SE correspondant à cette impulsion et représentatif d'une puissance de celle-ci. Dans le cadre de la présente invention cet élément de prélèvement 18 est placé de préférence sur le trajet du faisceau d'émission mobile FM. Le faisceau prélevé est alors lui aussi mobile de sorte que les valeurs moyennes de signaux de détection corrigés et de signaux de référence corrigés, qui sont formés avec l'aide de ces signaux d'émission, ne soit affectées que d'une manière limitée par les tavelures interférentielles formées sur la surface détectrice 22 par la lumière du faisceau prélevé. L'élément de prélèvement 18 est constituée par une lame partiellement réfléchissante pour prélever par exemple de l'ordre de 1% de la puissance du faisceau laser. Cet ensemble de mesure d'émission comporte en outre un diffuseur d'émission 24 placé sur le trajet du faisceau prélevé, et la fraction de la lumière dudit faisceau prélevé FP qui est reçue par le détecteur d'émission 20 est celle qui est diffusée vers ce détecteur par ce diffuseur d'émission, qui la reçoit à travers une lentille 26.L'élément de prélèvement, le diffuseur d'émission et le détecteur d'émission sont de préférence, comme dans le dispositif donné en exemple, trois éléments distincts. Mais on comprendra que l'élément de prélèvement pourrait constituer en même temps le diffuseur d'émission ou, s'il n'y a pas de tel diffuseur, le détecteur d'émission. On comprendra par ailleurs qu'un élément de prélèvement tel que 18 pourrait aussi être placé entre la lame quart d'onde 6 et l'organe déviateur 10. Dans ce cas on utiliserait de préférence un diffuseur d'émission analogue au diffuseur 24 mais mobile, par exemple animé d'un mouvement de rotation ou de vibration pour éviter les inconvénients indiqués ci-dessus des tavelures interférentielles. L'ensemble d'émission comporte encore un système afocal pouvant être constitué de deux lentilles 28 et 30 pour agrandir le diamètre du faisceau laser FL qui est un faisceau parallèle, et pour diminuer sa divergence résiduelle qui est liée à la limitation de son diamètre. La cible 8, un rocher par exemple, est choisie de manière que le faisceau laser dirigé vers elle traverse une zone 32 dans laquelle peut se trouver une espèce chimique à détecter symbolisée par des petits points. Une petite fraction de la lumière reçue par cette cible est diffusée en retour vers le dispositif de détection sur lequel elle parvient après avoir traversé à nouveau la zone 32. Elle est reçue par un ensemble de réception 34 qui fait partie de ce dispositif. Cet ensemble comporte un système optique focalisateur 36 et un détecteur de lumière 38 pour recevoir et mesurer une fraction en retour de chacune de impulsions d'émission. Cette fraction est celle qui a été reçue par la cible 8, qui a été diffusée par celle-ci vers le dispositif de détection et qui est reçue dans un champ de réception 40. Ce champ de réception est formé dans le plan focal du système optique 36. I1 est constitué par la surface sensible 40 du détecteur 38. L'image à l'infini du champ de réception 40 à travers le système optique focalisateur 36 constitue un champ angulaire de réception. L'étendue de ce dernier est au moins égale à la somme de la divergence angulaire du faisceau laser FL et de l'amplitude angulaire du déplacement appliqué à ce faisceau par les moyens de déplacement de faisceau 10, 12. Par ailleurs dans le plan focal du système 36 l'étendue du champ de réception est supérieure au double d'un diamètre de grain de tavelures représentatif d'une dimension moyenne des tavelures interférentielles susceptibles d'être formées dans ce champ par les lumières de détection et de référence lorsqu'elles sont diffusées en retour par une cible telle que 8, de manière que chacun desdits signaux de détection et de référence ne soit affecté que d'une manière limitée par la formation de telles tavelures. Le détecteur 36 fournit des signaux de détection SD et de référence SR dont l'ensemble constitue des signaux de réception. Ces signaux sont respectivement représentatifs des puissances lumineuses desdites fractions en retour des impulsions de détection et de référence et ils correspondent à ces impulsions. Ils forment une succession temporelle de paires de signaux de réception SP au sein de chaque séquence de mesure et en correspondance avec la succession des paires d'impulsions IP. De manière générale le détecteur comporte encore un ensemble de traitement de signaux 42 pour recevoir les signaux de réception et pour fournir, à la fin de chaque séquence de mesure, d'une part une valeur moyenne de détection MD établie à partir de l'ensemble des signaux de détection SD, d'autre part une valeur moyenne de référence MR établie à partir de l'ensemble des signaux de référence SR. On compare ces deux valeurs moyennes pour former un signal de mesure de concentration représentatif d'une concentration intégrée de l'espèce chimique à détecter sur le trajet du faisceau laser entre ledit dispositif de détection, et ladite cible diffusante pendant ladite séquence de mesure. De préférence l'ensemble 42 reçoit les signaux d'émission SE et il établit les valeurs moyennes de détection MD et de référence MR, respectivement à partir d'un ensemble de signaux de détection corrigés UD et d'un ensemble de signaux de référence corrigés UR. Ces signaux de détection corrigés et de référence corrigés constituent ensemble des signaux de réception corrigés correspondant respectivement aux signaux de réception constitués par les signaux de détection et de référence. Chacun de ces signaux de réception corrigés est égal au rapport du signal de réception SD, SR au signal d'émission SE correspondants. Ceci permet que le signal de mesure de concentration ne soit pas sensiblement affecté par des différences éventuelles de puissances entre les impulsions d'émission successives. Plus particulièrement et de manière schématique les signaux de réception sont reçus par un circuit de séparation et de correction 44 piloté par le circuit de commande 14. D'une part le circuit 44 reçoit les signaux d'émission SE pour corriger les signaux de réception qu'il reçoit, c'est-à-dire pour fournir en réponse les signaux de réception corrigés UD et UR. D'autre part il sépare les signaux de détection corrigés, qu'il dirige sur un circuit de moyenne de détection 46, des signaux de référence corrigés qu'il dirige vers un circuit de moyenne de référence 48. Les valeurs moyennes fournies par ces derniers circuits sont des moyennes arithmétiques mais pourraient être éventuellement pondérées ou calculées d'une manière plus complexe. Elles sont comparées dans un circuit de comparaison 50 qui fournit un signal de mesure de concentration à la fin de chacune des séquences de mesure, éventuellement à l'aide d'un système d'affichage analogique tel que représenté. Ce signal de concentration est par exemple égal au rapport des deux valeurs moyennes fournies par les circuits 46 et 48. On comprendra cependant - que le signal de mesure de concentration pourraIt être établi d'une autre manière, soit simple, par exemple par soustraction des deux valeurs moyennes, soit plus complexe, - que les divers signaux sont avantageusement fournis et traités sous une forme numérique, - que les circuits tels que 14, 44, 46 et 48 peuvent avantageusement être intégrés dans un ou plusieurs processeurs numériques, - et que les grandeurs physiques qui sont représentées par ces signaux et qui ont été désignées ci-dessus par le mot "puissance" peuvent être de natures diverses, par exemple la puissance de crête, ou la puissance moyenne ou l'intensité de crête ou l'intensité moyenne ou l'énergie totale de chacune des impulsions considérées, etc..., le mot "puissance" indiquant seulement ici qu'il s'agit d'une grandeur qui est directement réduite par l'absorption de la lumière. On comprendra aussi que la présente invention a également pour objet un procédé de détection d'une espèce chimique à distance dans un milieu transparent, procédé selon lequel on émet, vers une cible diffusante 8 située au delà d'une zone 32 dans laquelle une espèce chimique doit être détectée, un faisceau laser FL portant des paires IP d'impulsions ID,IR de deux lumières qui sont absorbées de manières différentes par cette espèce chimique en raison de leurs longueurs d'onde différentes, on mesure les puissances des impulsions reçues en retour à partir de cette cible, on calcule des valeurs moyennes MD, MR de ces puissances à chacune de ces longueurs d'onde, et on compare ces moyennes, ce procédé étant caractérisé par le fait qu'on déplace ledit faisceau laser FL entre les paires d'impulsions IP successives tout en visant de préférence des plages successives d'une même cible 8. Pour la mise en oeuvre de la présente invention on peut utilement consulter les documents suivants 1 - R.R. PATTY, G.M RUSSWURM, W.A. Mc CLENNY and D.R. MORGAN CO2 Laser absorption coefficients for determining ambient levels of 3 NH3 andC2H4 Applied Optics, vol 13, nO 12 (Déc.1974) 2 - E.R. MURRAY, J.E. van der Laan and J.G. HAWLEY Remote measurement of HCl, CH4 and N2O using a single ended chemical-laser lidar system Applied Optics, vol 15, nO 12 (Déc.1976) 3 - A. MAYER, J. COMERA, H. CHARPENTIER and C. JAUSSAUD Absorption coefficients of various pollutant gases at C02 laser wavelengths ; application to the remote sensing of those pollutants Applied Optics, vol 17, nO 3 (l.Féb.1978) 4 - G.L. LOPER, G.R. SASAKI and M.A STAMPS Carbon dioxide laser absorption spectra of toxic industrial compounds Applied Optics, vol 21, nO 9 (1 May 1982) 5 - N. MENYUK, D.K. KILLINGER and W.E. DE FEO Laser remote sensing of hydrazine, MMH and VDMH using a differential-absorption CO2 lidar Applied Optics, vol 21, n0 12 (15 june 1982) 6 - A.P. FORCE, D.K. KILLINGER, W.E. DE FEO and N. MENYUK Laser remote sensing of atmospheric ammonia using a C02 lidar system Applied Optics, vol 24, nO 17 (1 sept.1985) REVENDICATIONS 1/ Procédé de détection d'une espèce chimique à distance dans un milieu transparent, procédé selon lequel on émet, vers une cible diffusante (8) située au delà d'une zone (32) dans laquelle une espèce chimique doit être détectée, un faisceau laser (FL) portant des paires (IP) d'impulsions (ID,IR) de deux lumières qui sont absorbées de manière différentes par cette espèce chimique en raison de leurs longueurs d'onde différentes, on mesure les puissances des impulsions reçues en retour à partir de cette cible, on calcule des valeurs moyennes (MD, MR) de ces puissances à chacune de ces longueurs d'onde, et on compare ces moyennes, ce procédé étant caractérisé par le fait qu'on déplace ledit faisceau laser (FL) entre les paires d'impulsions (IP) successives tout en visant de préférence des plages successives sur une même cible (8). 2/ Dispositif de détection d'une espèce chimique à distance dans un milieu transparent, ce dispositif comportant - un ensemble d'émission de lumière (2) pour émettre des impulsions de détection (ID) et des impulsions de référence (IR) qui sont des impulsions d'émission et qui forment une succession temporelle de paires d'impulsions (IP) appartenant à une séquence de mesure et comportant chacune une impulsion de détection constituée d'une lumière de détection présentant une longueur d'onde de détection et une impulsion de référence constituée d'une lumière de référence présentant une longueur d'onde de référence différente de cette longueur d'onde de détection, ces longueurs d'onde étant telles qu'un facteur spectral de transmission, représentatif d'une éventuelle différence entre les absorptions de ces deux lumières sur un même trajet, dépende sensiblement de la concentration qu'une espèce chimique à détecter présente sur ce trajet, lesdites impulsions d'émission étant émises sous la forme d'un faisceau laser (FL) de divergence limitée pouvant être orienté vers une cible diffusante éloignée (8) pour former une tache éclairée sur cette cible, - un ensemble de réception (34) comportant au moins un système optique focalisateur (36) et un détecteur de lumière (38) disposé dans un plan focal de ce système optique pour recevoir et mesurer une fraction en retour de chacune desdites impulsions d'émission, cette fraction étant celle qui a été reçue par ladite cible diffusante éloignée, qui a été diffusée par celle-ci vers ledit dispositif de détection et qui est reçue dans un champ de réception (40) formé dans ledit plan focal, ce détecteur de lumière fournissant des signaux de détection (SD) et de référence (SR) qui sont des signaux de réception respectivement représentatifs des puissances lumineuses desdites fractions en retour desdites impulsions de détection et de référence et qui correspondent à ces impulsions, ces signaux formant une succession temporelle de paires de signaux de réception (SP) appartenant à ladite séquence de mesure et en correspondance avec ladite succession temporelle de paires d'impulsions (IP), - et un ensemble de traitement de signaux (42) pour recevoir lesdits signaux de réception et pour fournir d'une part une valeur moyenne de détection (MD) établie à partir de l'ensemble desdits signaux de détection (SD), d'autre part une valeur moyenne de référence (MR) établie à partir de l'ensemble desdits signaux de référence (SR) de cette séquence de mesure, de manière à permettre de comparer ces deux valeurs moyennes pour former un signal de mesure de concentration représentatif d'une concentration intégrée de ladite espèce chimique à détecter sur le trajet dudit faisceau laser entre ledit dispositif de détection et ladite cible diffusante pendant ladite séquence de mesure, - ledit dispositif de détection étant caractérisé par le fait que ledit ensemble d'émission (2) comporte des moyens de déplacement de faisceau (10, 12) pour recevoir ledit faisceau laser (FL) sous la forme d'un faisceau d'émission fixe (FF) et pour le restituer sous la forme d'un faisceau d'émission mobile (FM) de manière à déplacer ladite tache éclairée sur ladite cible diffusante (8) entre lesdites paires d'impulsions (IP) de ladite succession de paires d'impulsions, pour que les tavelures interférentielles formées dans ledit champ de réception (40) par la lumière dudit faisceau laser diffusée par ladite cible diffusante varient de manière aléatoire entre ces paires d'impulsions successives et n'affectent ainsi que d'une manière limitée lesdites valeurs moyennes de détection (MD) et de référence (MR). 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens de déplacement de faisceau (10, 12) appliquent audit faisceau laser (FL), pendant ladite séquence de mesure, un déplacement présentant une amplitude angulaire comprise entre 0,1 et 1 milliradian environ lorsque la divergence naturelle de ce faisceau laser due à la diffraction est de l'ordre du milliradian. 4/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'image à l'infini dudit champ de réception (40) à travers ledit système optique focalisateur (36) constitue un champ angulaire de réception d'étendue au moins égale à la somme d'une divergence angulaire dudit faisceau laser (FL) et d'une amplitude angulaire du déplacement appliqué à ce faisceau par lesdits moyens de déplacement de faisceau (10, 12). 5/ Dispositif selon la revendication 4, dans lequel l'étendue dudit champ de réception (40) est supérieure au double d'un diamètre de grain de tavelures représentatif d'une dimension moyenne desdites tavelures interférentielles susceptibles d'être formées dans ce champ par lesdites lumières de détection et de référence lorsqu'elles sont diffusées en retour par une cible diffusante éloignée (8), de manière que chacun desdits signaux de détection (SD) et de référence (SR) ne soit affecté que d'une manière limitée par la formation de telles tavelures. 6/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens de déplacements de faisceau (10, 12) appliquent audit faisceau laser (FL) un déplacement périodique dont la période constitue une période de balayage, - ledit ensemble d'émission émettant lesdites impulsions d'émission sous la forme d'une succession périodique de dites séquences de mesure, la période de cette succession constituant une période de mesure, cet ensemble emettant, au cours de chacune de ces séquences de mesure, lesdites paires d'impulsions sous la forme d'une succession périodique présentant une période d'émission, - ladite période de balayage étant au plus égale à ladite période de mesure, et étant supérieure à ladite période d'émission. 7/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens de déplacement de faisceau comportent - un organe déviateur de faisceau (10), - et des moyens de rotation (12) pour faire tourner cet organe déviateur autour d'un axe de rotation, de manière à faire tourner ladite tache éclairée autour d'un centre de rotation situé sur ladite cible diffusante (8). 8/ Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ledit ensemble d'émission comporte en outre un ensemble de mesure d'émission (16) comportant lui-même, - un élément de prélèvement (18) pour prélever une fraction minoritaire dudit faisceau laser (FM) en formant un faisceau prélévé (FP), - et un détecteur d'émission (20) recevant sur une surface détectrice d'émission (22) au moins une fraction de la lumière dudit faisceau prélevé et fournissant en réponse, lors de l'émission de chacune desdites impulsions de lumière, un signal d'émission (SE) correspondant à cette impulsion et représentatif d'une puissance de celle-ci, - ledit ensemble de traitement de signaux (42) recevant lesdits signaux d'émission (SE) et établissant lesdites valeurs moyennes de détection (MD) et de référence (MR) respectivement à partir d'un ensemble de signaux de détection corrigés (UD) et d'un ensemble de signaux de référence corrigés (UR), ces signaux de détection corrigés et de référence corrigés constituant des signaux de réception corrigés correspondant respectivement auxdits signaux de réception constitués par lesdits signaux de détection et de référence, chacun de ces signaux de réception corrigés étant égal au rapport dudit signal de réception (SD, SR) audit signal d'émission (SE) correspondants, de manière que ledit signal de mesure de concentration ne soit pas sensiblement affecté par des différences éventuelles de puissances entre lesdites impulsions d'émission (ID, IR), - ledit dispositif de détection étant caractérisé par le fait que ledit élément de prélèvement (18) est placé sur le trajet dudit faisceau d'émission mobile (FM) de manière que ledit faisceau prélevé (FP) soit lui aussi mobile pour que lesdites valeurs moyennes de signaux de détection corrigés (MD) et de signaux de référence corrigés (MR) ne soient affectées que d'une manière limitée par les tavelures interférentielles formées par la lumière dudit faisceau prélevé (FP) sur ladite surface détectrice d'émission (22). 9/ Dispositif selon la revendication 8, dans lequel ledit ensemble de mesure d'émission (16) comporte en outre un diffuseur d'émission (24) placé sur le trajet dudit faisceau prélevé (FP), - ladite fraction de la lumière dudit faisceau prélevé (FP) qui est reçue par ledit détecteur d'émission (20) étant celle qui est diffusée vers ce détecteur par ledit diffuseur d'émission. 10/ Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ledit ensemble de traitement de signaux (42) fournit ledit signal de mesure de concentration, ce signal étant représentatif du rapport entre les deux dites valeurs moyennes de détection (MD) et de référence (MR). 11/ Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ledit ensemble d'émission comporte - un laser de détection (LD) pour émettre lesdites impulsions de détection sous la forme d'un faisceau de détection (FD), - un laser de référence (LR) pour émettre lesdites impulsions de référence sous la forme d'un faisceau de référence (FR), - et des moyens de superposition de faisceaux pour superposer les deux dits faisceaux de détection et de référence afin de former ledit faisceau laser (FF, FM, FL), - ledit dispositif de détection étant caractérisé par le fait que lesdits moyens de superposition de faisceaux comportent - une lame polarisante (4) apte à transmettre une lumière polarisée linéairement dans un plan formant un premier angle par rapport au plan d'incidence, et à réfléchir une lumière polarisée linéairement dans un plan formant un deuxième angle par rapport au plan d'incidence, cette lame étant disposée pour recevoir les deux dits faisceaux de détection et de référence sur deux faces opposées, - les deux dits lasers de détection (LD) et de référence (LR) étant disposés de manière qu'un premier des deux dits faisceaux de détection (FD) et de référence (FR) arrivant sur ladite lame polarisante soit polarisé linéairement dans un plan formant ledit premier angle avec le plan d'incidence de ce premier faisceau et que l'autre de ces deux faisceaux soit polarisé linéairement dans un plan formant ledit deuxième angle avec le plan d'incidence de ce deuxième faisceau, et que ces deux plans d'incidence soient confondus, les angles d'incidence de ces deux faisceaux sur cette lame étant les mêmes, grâce à quoi ces deux faisceaux sont superposés par cette lame sur un même trajet tout en étant polarisés linéairement dans deux plans perpendiculaires, - des moyens d'équivalence de polarisations (6) étant prévus pour que les polarisations des deux dits faisceaux de détection et de référence polarisés linéairement et superposés soient équivalentes vis-à-vis de l'atmosphère en sortie dudit ensemble d'émission (2). 12/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'équivalence de polarisation sont constitués par une lame quart d'onde (6) disposée sur le trajet des deux dits faisceaux de détection (FD) et de référence (FR) polarisés linéairement et superposés, les axes optiques de cette lame étant orientés à 45 degrés par rapport aux plans de polarisation de ces deux faisceaux, de manière à transformer ces deux faisceaux en un faisceau de détection et un faisceau de référence polarisés circulairement et superposés.