Brevet FR2865545A1 — publié le 20050729

LIDAR COMPACT DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un lidar. L'acronyme lidar signifie Light Detection And Ranging soit détection et télémétrie à l'aide de lumière. Le fonctionnement du lidar est similaire à celui du radar, il utilise de la lumière au lieu de micro-ondes. Le lidar permet de détecter notamment, par rétrodiffusion de la lumière d'un faisceau laser, des particules solides ou liquides en suspension dans l'atmosphère en extérieur ou en intérieur. L'application d'un tel lidar concerne en particulier la détection de polluants dans l'atmosphère. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE La détection de particules polluantes dans l'atmosphère est un domaine dans lequel beaucoup de travaux sont en cours. Ces particules en pénétrant dans les voies respiratoires ont des effets toxiques, irritants et même sûrement cancérigènes pour certaines. C'est pourquoi l'intérêt pour les dispositifs de détection à lidar s'est accentué ces dernières années. Le principe d'un lidar dans une application de détection de particules dans l'atmosphère est donné sur la figure 1. Un tel lidar est appelé lidar à rétrodiffusion. Le lidar comporte un module d'émission 1 et un module de réception 2. Le module d'émission 1 comporte des moyens d'émission 1.1, un faisceau laser 2865545 2 1.2 et éventuellement des moyens de mise en forme 1.3 du faisceau laser 1. 2 émis. Le module de réception 2 comporte en cascade des moyens de collecte 2.1 des photons rétrodiffusés et des moyens de détection 2.2 de ces photons. Les moyens de collecte 2.1 sont formés d'un télescope T et les moyens de détection 2.2 sont placés au foyer du télescope T. On rappelle qu'un télescope est un dispositif d'observation qui comporte un objectif avec un miroir primaire et un miroir secondaire. C'est un dispositif réflecteur. Le lidar permet de restituer les propriétés d'extinction des couches diffusantes de l'atmosphère avec une résolution spatiale XZ suivant la ligne de visée 1.4 du module d'émission 1. L'analyse du signal rétrodiffusé permet d'obtenir la signature d'aérosols ou de molécules présents dans une colonne d'air de l'atmosphère éclairée par le faisceau laser émis. La signature de l'aérosol est obtenue après une correction de la diffusion moléculaire à partir d'un modèle climatologique d'atmosphère ou de données de radiosondage. Le texte qui suit fait référence à des documents numérotés [1] à [9] dont les références complètes se trouvent en fin de description. Ces documents décrivent des lidars employés dans des dispositifs de détection de particules et/ou de molécules dans l'atmosphère. Le faisceau laser 1.2 est généralement envoyé directement vers le milieu atmosphérique à analyser comme décrit dans le document [1]. Les moyens d'émission 1.1 sont généralement composés d'un laser à impulsions de type laser Nd:YAG L 2865545 3 qui émet avec une longueur d'onde de 1064 nanomètres. Le laser est bien souvent doublé pour obtenir la longueur d'onde de 532 nanomètres qui est dans le domaine visible. Le faisceau laser 1.2 présente sur tout son parcours une faible divergence de l'ordre de quelques dixièmes de milli radians. L'intensité par unité de surface émise par ces moyens d'émission 1.1 risque de présenter un risque oculaire pour un utilisateur ou même toute personne située à distance du module d'émission 1 dans la ligne de visée. En effet, si l'oeil d'un être humain vient à intercepter le faisceau laser, il reçoit alors une forte illumination qui est dangereuse. La sécurité oculaire est rarement respectée au voisinage du module d'émission. Les caractéristiques principales, à l'émission, du faisceau laser sont son énergie, sa longueur d'onde, la fréquence de tir, la durée de l'impulsion, la largeur spectrale de la raie laser et la stabilité spectrale. Des moyens de mise en forme 1.3 peuvent élargir le faisceau laser 1.2 émis de manière à rendre le lidar plus sécuritaire, l'intensité par unité de surface ayant été réduite. Ces moyens de mise en forme 1.3 peuvent être formés de lentilles comme dans les documents [2], [8] ou de miroirs comme dans le document [3]. Le faisceau laser 1.2 émis est formé d'un flux de photons dont certains interagissent avec des molécules et/ou des particules ou aérosols se trouvant dans l'atmosphère à analyser. La définition d'un aérosol est une suspension, dans un milieu gazeux, de particules solides ou liquides présentant une vitesse de chute négligeable. Après interaction, une partie du flux de photons est rétrodiffusée vers le module de réception 2. Ces photons rétrodiffusés forment un signal rétrodiffusé (ou faisceau rétrodiffusé) qui est généralement très faible par rapport au signal émis. Les moyens de collecte 2.2 sont réalisés par un télescope T dont l'ouverture doit permettre de respecter un compromis entre la quantité de photons parasites (liés par exemple au soleil) et le reste de photons utiles à détecter. Le télescope T focalise les photons collectés vers les moyens de détection 2.2 qui peuvent être formés par un photomultiplicateur ou une photodiode à avalanche. Un filtre interférentiel (non représenté) est bien souvent inséré entre le télescope T et les moyens de détection 2.2. Le lidar est généralement associé à des moyens d'acquisition et de traitement 3 qui acquièrent et exploitent des signaux délivrés par les moyens de détection 2.2 du module de réception 2. Ces moyens d'acquisition et de traitement 3 effectuent généralement un échantillonnage temporel des signaux délivrés soit en mode analogique soit en mode comptage de photons. Les caractéristiques principales du module de réception sont la surface collectrice du télescope, le champ de vue A, le rendement optique des moyens de détection 2.2 et la bande passante du filtre interférentiel. Les trajets optiques en émission et en réception sont parfois séparés comme dans les documents [3], [4], [5], [8] ou parfois coaxiaux comme dans les 30 documents [1], [2], [6], [7], [9]. Les lidars peuvent avoir une seule voie de détection ou plusieurs parallèles, chacune des voies de réception comportant alors un télescope et un détecteur comme dans le document [3]. Le lidar décrit dans le document [8] cherche à être sécuritaire pour les yeux. Ce laser émet dans le visible et le proche infrarouge avec des niveaux d'énergie assez faibles (de l'ordre de quelques uJ) pour assurer la sécurité oculaire. Les particules dont la taille est sensiblement celle de la longueur d'onde sont celles qui sont le mieux détectées. Le télescope, qui ici est de type Cassegrain, a comme inconvénient d'avoir une obturation centrale, le miroir secondaire masquant le miroir primaire. Cela entraîne qu'il n'est pas possible de travailler à courte distance et donc de détecter directement des aérosols dans les basses couches de l'atmosphère sans une correction additionnelle. Le recouvrement entre le faisceau émis et le signal rétrodiffusé capté par le télescope ne peut se faire qu'à une distance relativement importante. Si la taille du miroir primaire était augmentée pour atténuer cet inconvénient le lidar deviendrait très encombrant. Les signaux rétrodiffusés sont très faibles et doivent être moyennés sur plusieurs minutes voire une quinzaine de minutes pour être exploitables. Chaque profil moyen n'est pas analysable individuellement étant donné le faible rapport signal à bruit au-dessus des couches diffusantes. Un tel lidar n'est adapté qu'à l'analyse de panaches particulaires persistants à longue durée de vie se trouvant dans la basse et moyenne troposphère (supérieure à 150 mètres). Ces panaches particulaires sont rencontrés en situation météorologique stable et correspondent par exemple aux polluants du sous- continent indien qui sont transportés vers l'océan indien durant la mousson d'hiver. Ce lidar n'est pas adapté à la détection de panaches particulaires à très basse altitude (inférieure à 150 mètres) aux abords des sources telles que les sites urbains ou industriels. Dans ce cas, des temps de mesure de plusieurs minutes sont rédhibitoires à cause de l'évolution rapide des propriétés de l'atmosphère dans les très basses couches surtout aux abords des sites urbains ou industriels pollués. En résumé, les caractéristiques de ce lidar permettent d'accéder, après correction de la fonction de recouvrement, aux aérosols situés au minimum à une altitude de 150 mètres avec une résolution verticale de l'ordre de 15 mètres. Pour des altitudes plus faibles, les mesures risquent de ne pas être fiables, une correction est nécessaire et cette correction devrait être réévaluée à chaque utilisation. Pour optimiser le rapport signal à bruit des lidars à télescope à miroirs dont le signal rétrodiffusé reçu par le module de réception est très faible, on peut être tenté d'augmenter la puissance du faisceau laser émis. Cette voie n'est pas satisfaisante à cause des problèmes de sécurité oculaire. Il a également été proposé d'augmenter la surface de collection des photons en agrandissant la surface du miroir primaire du télescope. Cette voie n'est pas non plus satisfaisante, car cela entraîne une augmentation très sensible du coût et de l'encombrement. On peut aussi augmenter la fréquence de tir du laser, ceci permet une diminution de l'énergie par tir. Cette option n'est pas optimale pour des mesures de jour où il est préférable d'avoir une énergie par tir élevée, pour conserver un bon rapport signal à bruit. Un autre inconvénient des moyens de collecte de type télescope des lidars est que l'alignement de l'axe optique des miroirs du télescope sur l'axe du faisceau optique émis est toujours délicat. En effet, les alignements optiques des miroirs s'effectuent par une déviation de l'axe optique de ces miroirs, ce qui provoque une déviation d'un angle double du faisceau réfléchi et rend difficile un alignement fin nécessaire. Ainsi une erreur angulaire d'alignement est amplifiée par un facteur quatre. Enfin un autre défaut des miroirs du télescope est qu'ils sont sensibles, lorsqu'ils sont placés en extérieur, aux conditions atmosphériques. Ils doivent être protégés des intempéries par un hublot qui risque d'absorber une partie des photons rétrodiffusés. Ce n'est pas souhaitable. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention a justement comme but de proposer un lidar qui ne présente pas les inconvénients mentionnés ci dessus. En particulier, un but de l'invention est de proposer un lidar compact, apte à accéder aux couches basses de l'atmosphère, c'est à dire situées à une altitude d'environ une cinquantaine de mètres. Un autre but de l'invention est de proposer un lidar permettant de détecter des particules liquides ou solides de petite taille, par exemple inférieures à 0,3 micromètre, tout en gardant une sensibilité à des particules de taille supérieure. Un autre but de l'invention est de proposer un lidar qui respecte la réglementation en terme de sécurité oculaire. Un autre but de l'invention est de proposer 10 un lidar peu coûteux. Un autre but de l'invention est de proposer un lidar présentant une résolution temporelle de l'ordre de la seconde. Encore un autre but de l'invention est de proposer un lidar disposant d'une résolution suivant la ligne de visée du faisceau optique émis meilleure qu'environ 10 mètres. Pour atteindre ces buts l'invention concerne plus précisément un lidar comprenant un module d'émission d'un faisceau optique et un module de réception d'un signal rétrodiffusé correspondant à au moins une partie du faisceau optique ayant subi une rétrodiffusion. Le module de réception inclut des moyens de collecte de type lunette astronomique avec un objectif doté d'au moins une lentille et un système optique comportant au moins une lentille et situé en aval de l'objectif. Ainsi par rapport à l'art antérieur, le télescope du module de réception a été remplacé par une lunette astronomique dont l'objectif comporte au moins une lentille. Dans un lidar selon l'invention, l'alignement du module de réception avec le faisceau optique émis est alors aisé et l'encombrement est réduit. La lentille de l'objectif de la lunette astronomique vieillit mieux que les miroirs notamment à l'extérieur. Le module de réception possède un axe optique et le faisceau optique émis est dirigé selon un axe qui est sensiblement parallèle ou confondu avec celui du module de réception. Lorsque les axes sont confondus, le lidar est encore plus compact. Le module d'émission peut comporter des moyens de mise en forme du faisceau optique émis, ces moyens de mise en forme comportant une ou plusieurs lentilles et/ou un ou plusieurs miroirs. Les moyens de mise en forme peuvent être des moyens agrandisseurs de faisceau, ce qui permet de réduire l'intensité du faisceau optique par unité de surface, et de réduire la divergence du faisceau optique émis (la divergence est divisée par un facteur égal au grandissement). Les moyens agrandisseurs de faisceau peuvent comporter un dispositif optique afocal. Ce dispositif optique afocal peut comporter un ou plusieurs miroirs et/ou une ou plusieurs lentilles par exemple une lentille convergente et une lentille divergente ou deux lentilles convergentes. Les moyens de mise en forme peuvent coopérer avec des moyens de déplacement afin d'ajuster 30 la direction du faisceau optique émis. Lorsque l'axe du faisceau optique est confondu avec l'axe du module de réception, la lentille de l'objectif de la lunette astronomique est utilisée en tant que lentille convergente des moyens agrandisseurs de faisceau. Ainsi le coût et l'encombrement du lidar sont réduits. Dans cette configuration, une lame semiréfléchissante peut être utilisée, elle est traversée par le faisceau optique émis et elle défléchit le signal rétrodiffusé après qu'il a traversé l'objectif de la lunette astronomique. En variante, un dispositif réfléchissant doté d'une zone laissant passer le faisceau optique et non réfléchissante pour le signal rétrodiffusé peut être utilisé. Le module de réception comporte en outre des moyens de détection du signal rétrodiffusé, ces moyens de détection peuvent comporter un ou plusieurs photomultiplicateurs ou une ou plusieurs photodiodes. Il est avantageux que le système optique comporte des moyens de filtrage optique comprenant un ou plusieurs filtres. Ces moyens de filtrage optique permettent, lorsqu'il y a plusieurs filtres, des mesures à plusieurs longueurs d'ondes. Les moyens de filtrage optique peuvent coopérer avec des moyens de polarisation. Lorsqu'il y a plusieurs filtres, ces derniers peuvent coopérer avec des moyens de déplacement facilitant ainsi le passage de l'un à l'autre. Le système optique du module de réception peut comporter en outre des moyens de limitation de champ optique comprenant un ou plusieurs diaphragmes. Lorsqu'il y a plusieurs diaphragmes, ces derniers peuvent cooperer avec des moyens de déplacement, facilitant ainsi le passage de l'un à l'autre. Les moyens de limitation de champ optique peuvent être situés dans le plan focal de l'objectif de 10 la lunette astronomique. Le système optique du module de réception peut comporter deux lentilles qui se suivent, les moyens de filtrage étant placés entre les deux lentilles. Les moyens d'émission peuvent être formés d'un laser ou d'une diode laser, fibré ou non. L'utilisation d'au moins une fibre optique pour transporter le faisceau optique émis par le laser ou la diode laser vers les moyens de mise en forme permet de déporter le laser qui est parfois lourd et encombrant, loin des autres éléments optiques du lidar, ces derniers peuvent alors être intégrés dans un volume encore plus compact. Avantageusement, les moyens d'émission peuvent émettre dans l'ultraviolet, ce qui permet d'être beaucoup plus facilement dans le domaine de la sécurité oculaire et qui permet d'accéder à des particules de très petite taille (sensiblement celle de la longueur d'onde d'émission). En variante, le module de réception peut inclure au moins une fibre optique intercalée entre l'objectif de la lunette astronomique et le système optique. Cette fibre optique est utilisée pour recueillir le signal en sortie de l'objectif et pour le déporter vers le système optique placé en amont du détecteur. Une extrémité de la fibre est alors de préférence placée au point focal de la lentille de l'objectif et l'autre extrémité placée de préférence au point focal d'entrée du système optique du module de réception. La présente invention concerne également un dispositif de tomographie de l'atmosphère qui comporte un lidar ainsi caractérisé associé à des moyens de déplacement aptes à rendre le faisceau optique émis balayant dans l'atmosphère. La présente invention concerne également un dispositif de détection de particules et/ou de molécules dans l'atmosphère qui comporte au moins un lidar ainsi caractérisé, ce lidar coopérant avec des moyens d'acquisition et des moyens de traitement du signal rétrodiffusé. Les moyens d'acquisition et de traitement peuvent être aptes à extraire des propriétés structurales des couches diffusantes au cours du temps, comme l'altitude du sommet de la couche limite planétaire et/ou l'altitude des nuages et/ou l'épaisseur des nuages semi- transparents. Les moyens d'acquisition et de traitement peuvent être aptes à extraire le profil vertical d'extinction des aérosols en fonction du temps. Les moyens d'acquisition et de traitement peuvent être aptes à extraire un rapport de mélange de vapeur d'eau dans l'atmosphère en fonction de la distance. Les moyens d'acquisition et de traitement peuvent être aptes à extraire la densité de l'air de l'atmosphère et à en déduire la température de l'atmosphère. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 illustre le principe du lidar pour la détection de particules dans l'atmosphère; - les figures 2A, 2B montrent des exemples de réalisation d'un lidar objet de l'invention, l'axe du module de réception étant sensiblement parallèle à l'axe du module d'émission; - la figure 2C montre de manière détaillée le système optique du module de réception et les moyens de détection du lidar de la figure 2B; - les figures 3A, 3B montrent deux exemples de réalisation d'un lidar selon l'invention dans lequel l'axe du module d'émission est confondu avec l'axe du module de réception; - les figures 4A, 4B montrent deux exemples de réalisation d'un lidar selon l'invention utilisant au moins une fibre optique en émission ou en réception. Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures décrites ci-après portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre. Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS On va s'intéresser aux figures 2A, 2B qui montrent schématiquement deux modes de réalisation d'un lidar objet de l'invention avec des axes d'émission et de réception sensiblement parallèles. Sur la figure 2A le lidar est utilisé dans un dispositif de détection de particules et/ou de molécules dans l'atmosphère également objet de l'invention. Sur ces figures 2A, 2B, le lidar comporte comme précédemment un module d'émission 10 et un module de réception 20. Le module d'émission 10 comporte des moyens d'émission 11 d'un faisceau optique 12 par exemple de type laser ou diode laser. Le faisceau optique 12 est de préférence un faisceau pulsé. La durée des impulsions est par exemple de l'ordre de quelques nanosecondes. Si les moyens d'émission 11 sont un laser, il s'agit de préférence d'un laser solide de type Nd:YAG. Le laser peut coopérer avec des moyens multiplicateurs de fréquence 17 (par exemple doubleur ou tripleur de fréquence) de manière à émettre aux alentours de 355 nanomètres, c'est à dire dans l'ultra violet. Ainsi, le lidar est particulièrement sensible aux particules de petite taille aux environs de 0,3 micromètres. L'efficacité de diffusion est en effet optimale pour des particules de dimension proche de la longueur d'onde. En utilisant une longueur d'onde dans l'ultra violet, on peut retrouver la signature de très petites particules. Des particules plus grosses seront bien sûr également détectables. Un autre avantage d'émettre dans l'ultra violet est que cela permet une sécurité oculaire dès la sortie du module d'émission 10. On peut aussi émettre avec des niveaux d'énergie plus importants avant d'atteindre un seuil dommageable pour les yeux. D'après la norme EN 60825- 1:1994 l'exposition maximale autorisée est de 103 J/m2 à 355 nm alors qu'elle n'est que de 5.10-3J/m2 à 532 nm. Le module d'émission 10 comporte de plus des moyens de mise en forme 13 du faisceau par exemple des moyens agrandisseurs de faisceau, placés sur le trajet du faisceau optique 12 émis, avant qu'il ne se propage dans l'atmosphère. Ces moyens agrandisseurs de faisceau 13 comportent une ou plusieurs lentilles 13.1, 13.2 (par exemple deux) et/ou un ou plusieurs miroirs. On peut se référer à la figure 4B qui illustre des moyens de mise en forme avec un ou plusieurs miroirs. Le facteur de grandissement est choisi en fonction des caractéristiques du faisceau optique 12 émis par les moyens d'émission 11 pour se conformer aux conditions requises pour la sécurité oculaire. Sur la figure 2A les moyens agrandisseurs de faisceau 13 sont représentés par un dispositif optique afocal composé d'une lentille divergente 13.2 et une lentille convergente 13.1, la lentille divergente 13.2 étant en amont de la lentille convergente 13.1. L'axe du faisceau optique 12 est référencé XX'. Cet axe XX' forme un axe optique du module d'émission 10. En agrandissant le diamètre du faisceau optique 12 émis, on diminue l'intensité lumineuse par unité de surface ce qui permet de bénéficier d'un faisceau optique 12 qui respecte les normes de sécurité oculaire. Les moyens de mise en forme 13 peuvent être mobiles par rapport aux moyens d'émission 11 de manière à pouvoir ajuster finement la direction du faisceau optique émis 12. Sur la figure 2B, les moyens de mise en forme 13 coopèrent avec des moyens de déplacement 14 par exemple une platine de translation apte à se déplacer dans deux dimensions. Selon l'invention, le module de réception 20 comporte toujours des moyens de collecte 21 du signal rétrodiffusé 28 (ou faisceau rétrodiffusé), ce dernier étant concentré sur des moyens de détection 23 mais au lieu que les moyens de collecte soient de type télescope, ils sont de type lunette astronomique 21. Cette lunette astronomique 21 possède un objectif 22 doté d'au moins une lentille 22.1. Cette lentille 22.1 qui est une lentille convergente aura par exemple un diamètre de l'ordre de 15 à 20 centimètres. On rappelle qu'une lunette astronomique est un dispositif d'observation qui comporte un objectif avec au moins une lentille. L'objectif d'une lunette astronomique est un réfracteur alors que l'objectif d'un télescope est un réflecteur. En remplaçant le télescope de réception par une lunette astronomique 21 on peut accéder aux courtes distances de détection, on gagne en encombrement et de plus on rend plus aisé l'alignement de la lunette astronomique 21 avec les moyens de détection 23 ainsi que le positionnement du module d'émission 10 par rapport au module de réception 20. A cause de l'obturation du miroir primaire par le miroir secondaire, les lidars à télescope ne pouvaient procéder à des détections à courte distance. La lunette astronomique 21 possède un axe optique référencé YY'. Cet axe YY' forme un axe optique du module de réception 20. L'utilisation d'un système optique à lentilles procure des avantages notables par rapport à l'utilisation des systèmes à miroirs. En effet, les lentilles peuvent être recouvertes d'un traitement diélectrique, afin d'optimiser la transmission dans une gamme de longueurs d'ondes. Il est possible d'utiliser plusieurs lentilles optimisées chacune à une longueur d'onde. Le module de réception à lentilles présente une robustesse des réglages plus importante que celle d'un système à miroirs, très sensible aux dérèglements. La traversée d'une ou plusieurs lentilles perturbe moins la polarisation du signal que la réflexion sur un ou plusieurs miroirs, ce qui permet d'effectuer des mesures de taux de dépolarisation. Dans ces exemples de réalisation, l'axe optique YY' est sensiblement parallèle à l'axe XX' du faisceau optique 12. Le lidar est dit bistatique, dans d'autres modes de réalisation comme ceux illustrés aux figures 3A, 3B, les deux axes XX' et YY' peuvent être confondus. Ainsi le lidar à axes confondus, dit monostatique, est encore plus simple et plus compact que le lidar à axes sensiblement parallèles. La lunette astronomique 21 comporte en plus de son objectif 22 doté d'au moins une lentille 13.1, un système optique 24 doté d'au moins une lentille 24.1 qui est aussi convergente et qui fait converger le signal rétrodiffusé 28 qui la traverse sur les moyens de détection 23. Le principe de la lunette astronomique 21 est de collecter le signal rétrodiffusé sur une grande surface et de le concentrer sur une petite surface. Les moyens de détection 23, placés en aval du système optique 24 de la lunette astronomique 21, peuvent être formés par exemple d'au moins un photomultiplicateur ou d'au moins une photodiode. Avec de tels moyens de détection 23, il est possible d'acquérir le signal rétrodiffusé 28 sur une impulsion ou de l'intégrer sur plusieurs impulsions du faisceau optique 12 émis. Lorsqu'on prévoit plusieurs photodiodes (comme sur la figure 3A par exemple), ces dernières sont de préférence arrangées en matrice ou en barrette de manière à faciliter l'alignement avec la lunette astronomique 21 et donc la capture du signal rétrodiffusé 28 après sa traversée de la lunette astronomique 21. Un photomultiplicateur ou une unique photodiode eux n'ont qu'une seule surface sensible. Les moyens de détection 23 et le système optique 24 de la lunette astronomique peuvent être mobiles par rapport à l'objectif 22 de la lunette astronomique de manière à pouvoir réaliser un alignement précis et aisé entre l'axe du faisceau rétrodiffusé 28 et l'axe du faisceau optique émis 12. Sur les figures 2B, 2C, les moyens de détection 23 et le système optique 24 coopèrent avec des moyens de déplacement 25 tels qu'une platine de translation apte à se déplacer dans trois dimensions. De manière avantageuse, le système optique 24 peut comporter des moyens de filtrage optique 26. Ces moyens de filtrage 26 peuvent être formés d'un ou plusieurs filtres 26.1 par exemple des filtres interférentiels. D'autres moyens de filtrage optique sélectifs en longueur d'onde peuvent être utilisés. Lorsqu'il y a plusieurs filtres 26.1, ils sont amovibles de manière à autoriser des mesures à différentes longueurs d'ondes. On peut placer par exemple les différents filtres 26.1 sur un porte filtre 26.2 coopérant avec des moyens de déplacement 26.3 manuels ou motorisés tels qu'un dispositif à crémaillère, à roue ou à glissière. Il est préférable que la largeur de bande AX de chacun de ces filtres 26.1 soit relativementétroite par exemple de l'ordre du nanomètre. Le système optique 24 comporte également une seconde lentille 24.2 placée en amont des moyens de filtrage 26 qui rend parallèle le signal rétrodiffusé 28 à l'entrée des moyens de filtrage 26. Certains moyens de filtrage 26 ont en effet une tolérance angulaire très faible. Par des mesures successives à différentes 30 longueurs d'ondes présélectionnées, il est alors possible d'extraire les profils verticaux d'aérosols (diffusion élastique), le rapport de mélange de vapeur d'eau dans l'atmosphère et la densité de l'air par interaction Raman (diffusion inélastique) sur les molécules de vapeur d'eau à 407 nanomètres et sur les molécules d'azote à 387 nanomètres respectivement. Ces possibilités sont offertes par l'utilisation de différents filtres. L'adjonction de moyens de polarisation 29, placés dans l'exemple de la figure 2A, entre les moyens de filtrage 26 et la seconde lentille 24.2 du système optique 24, permettra de caractériser géométriquement les particules diffusantes. On rappelle que lorsque l'on éclaire tout milieu par un faisceau de lumière, cette radiation excitatrice peut être transmise, réfléchie, absorbée ou diffusée par le milieu. Il peut y avoir alors une diffusion élastique (diffusion Rayleigh) pour laquelle la fréquence de la lumière diffusée est égale à celle de la lumière incidente. Pour une fraction beaucoup moins importante du faisceau incident, la diffusion est inélastique et correspond à un échange d'énergie entre le rayonnement et la matière. Ce processus génère soit des radiations décalées vers les basses fréquences appelées Stokes soit des radiations hautes fréquences appelées anti-Stokes. Ce phénomène physique est appelé diffusion Raman. La différence entre les fréquences diffusées et la fréquence excitatrice correspond aux fréquences de vibrations de la molécule étudiée. Un éventail de filtres 26.1 permet de faire séquentiellement plusieurs types de mesures avec une seule voie, c'est à dire une seule lunette astronomique, ce qui n'était pas vrai dans les lidars de l'art antérieur qui possédaient plusieurs voies de détection. On prévoit également dans le système optique 24 des moyens de limitation de champ optique 27. Ces moyens de limitation de champ optique 27 sont placés en aval de l'objectif 22 et forment l'entrée du système optique 24 de la lunette astronomique 21. Ils sont placés, dans ce mode de réalisation, dans le plan focal de l'objectif 22 de la lunette astronomique 21 et dans le plan focal de la seconde lentille 24.2 du système optique 24. La distance focale de la lentille 22.1 de l'objectif 22 et de la seconde lentille 24. 2 du système optique 24 sont choisies avec soin. Ces moyens de limitation de champ optique 27 peuvent être formés d'un ou plusieurs diaphragmes 27. 1. Lorsqu'on prévoit plusieurs diaphragmes 27.1, ces derniers sont amovibles et peuvent être placés sur un porte-diaphragme 27.2 qui coopère par exemple avec des moyens de déplacement 27.3 manuels ou motorisés, tels un dispositif à crémaillère, à roue ou à glissière. L'avantage de disposer de différentes tailles de champ optique est de pouvoir bien mettre en évidence les phénomènes de diffusion multiple. Un avantage de la lunette astronomique est qu'elle est moins sensible que les miroirs du télescope aux intempéries. Un hublot de protection n'est pas forcément nécessaire lors d'une utilisation en extérieur. L'avantage d'une utilisation sans hublot de protection est que l'atténuation du signal rétrodiffusé est moins importante. Le signal rétrodiffusé 28 est utilisable directement dès qu'il y a recouvrement entre le champ de vue du module de réception 20 et le faisceau optique 12 émis. Le fait que l'axe XX' du module d'émission 10 soit sensiblement parallèle à l'axe optique YY' du module de réception 20 et que le diamètre de l'objectif 22 de la lunette astronomique 21 soit réduit permet de limiter l'entraxe XX'-YY'. Il peut être limité à environ 10 centimètres. La valeur de l'entraxe est un paramètre qui conditionne l'altitude minimale des mesures. Avec un tel entraxe, un signal rétrodiffusé 28 peut être obtenu à partir de couches très basses de l'atmosphère, par exemple de l'ordre de 50 mètres depuis le sol. C'est dans ces couches basses que sont concentrées en majorité les particules liées à la pollution de proximité. En dessous, il y a un recouvrement partiel et on doit appliquer une fonction de correction au signal rétrodiffusé par modélisation ou par étalonnage. Pour modéliser le recouvrement, il faut maîtriser parfaitement les composants optiques du lidar de manière à modéliser la propagation des photons entre l'émission et la réception. La fonction de correction peut être estimée sur des bases expérimentales soit en se plaçant dans une atmosphère homogène ou en se plaçant dans une atmosphère dotée de propriétés de diffusion connues. Par exemple en altitude, on sait que la diffusion est principalement liée à la contribution moléculaire que l'on sait parfaitement modéliser. On peut aussi utiliser une cible et effectuer différentes mesures à différentes distances de cette dernière. Dans les lidars à télescope de l'art antérieur, on ne pouvait pas obtenir un entraxe aussi réduit. La présence du miroir secondaire venait compliquer le calcul d'un facteur de correction géométrique puisqu'il obture de façon significative le miroir primaire pour les faibles distances. Globalement, il était difficile de disposer de mesures significatives pour des altitudes inférieures à la centaine de mètres. La figure 2A représente un dispositif de détection de particules et/ou de molécules présentes dans l'atmosphère et d'analyse de ces particules et/ou molécules. Ce dispositif comporte au moins un lidar 30 objet de l'invention qui coopère avec des moyens électroniques d'acquisition 31 et des moyens de traitement 32 du signal rétrodiffusé 28 détecté par le lidar 30. Les moyens de détection 23 sont reliés à ces moyens d'acquisition 31. Après leur acquisition les signaux acquis sont traités dans les moyens de traitement 32. Ces moyens de traitement 32 peuvent être de type ordinateur personnel par exemple. Les moyens électroniques d'acquisition 31 peuvent fonctionner en mode de comptage de photons ou en mode analogique. Les moyens de traitement 32 effectuent une analyse des signaux détectés en temps réel ou en temps quasi réel. Les signaux peuvent être analysés en terme de localisation des couches de polluants et/ou d'indice de pollution. Les deux options ne sont pas exclusives l'une de l'autre et peuvent être effectuées simultanément. Il est possible de coupler le lidar à des moyens de déplacement angulaire 15 de manière à ce que le faisceau optique 12 émis puisse effectuer un balayage angulaire dans l'atmosphère à analyser. On 5 obtient de la sorte un dispositif de tomographie de l'atmosphère. Les moyens informatiques de traitement 32 peuvent piloter différents paramètres de commande tels que la direction de l'axe de visée du module d'émission 10, le choix du diaphragme 27.1 de limitation champ du module de réception 20, le balayage angulaire du faisceau optique 12 émis. Un tel dispositif d'analyse de l'atmosphère est très souple d'utilisation et peut être mis en uvre sans danger par des opérateurs non-spécialistes. Le lidar 30 en lui-même est léger et peu encombrant. Sa masse est de l'ordre de la dizaine de kilogrammes hors alimentation électrique et hors dispositif d'acquisition et de traitement du signal. L'opérateur a le choix du mode de représentation des résultats des mesures: soit en indice de pollution, soit en grandeur géophysique (extinction des particules détectées ou estimation de leur concentration), soit en paramètres structuraux (évolution temporelle de l'altitude des couches de polluants). Le traitement des signaux peut s'effectuer à l'aide de plusieurs logiciels chargés dans les moyens de traitement 32. Ces logiciels sont de type connus et ne posent pas de problèmes pour un homme du métier. Ils sont basés sur des procédures déjà éprouvées. L'un d'entre eux peut évaluer la pente de diffusion Rayleigh - pour avaliser l'alignement géométrique entre le module d'émission et le module de réception. Un logiciel de reconnaissance de forme peut donner accès à l'altitude des couches diffusantes et donc de la couche limite planétaire. On rappelle que la couche limite planétaire correspond à la partie de l'atmosphère sensible aux effets de surface (comprise entre le sol et une altitude d'environ 3 kilomètres). Un autre logiciel peut être prévu pour quantifier le taux de pollution particulaire sous la forme d'un indice de qualité de l'air. Les figures 3A, 3B illustrent schématiquement un lidar de l'invention dont l'axe optique du module d'émission 10 est confondu avec l'axe optique du module de réception 20. Sur ces schémas, on distingue un module d'émission 10 avec des moyens d'émission 11 destiné à émettre un faisceau optique 12 à travers des moyens de mise en forme du faisceau prenant la forme par exemple de moyens agrandisseurs de faisceau 13 formés d'un dispositif optique afocal. Comme précédemment le dispositif optique afocal comporte en cascade depuis les moyens d'émission 11 une lentille divergente 13.2 et une lentille convergente 13.1. Sur la figure 3A, une lame semi-réfléchissante 16 est insérée entre les moyens d'émission 11 et les moyens de mise en forme 13 du faisceau optique 12 émis. Le faisceau optique 12 passe à travers la lame semiréfléchissante 16. La lentille convergente 13.1 des moyens agrandisseurs 13 fait office d'objectif 22 de la lunette astronomique 21 des moyens de réception. Un signal rétrodiffusé 28 qui traverse l'objectif de la lunette astronomique 21 des moyens de réception 20 est défléchi par la lame semi- réfléchissante 16 et renvoyé vers le système optique 24 de la lunette astronomique 21 qu'il traverse avant d'atteindre les moyens de détection 23. Le système optique 24 de la lunette astronomique 21 comporte toujours une lentille 24.1 qui fait converger le signal rétrodiffusé 28 sur les moyens de détection 23. La lame semi-réfléchissante 16 est inclinée, par exemple à 45 par rapport à l'axe XX' du faisceau optique émis. Le système optique 24 et l'objectif 22 de la lunette astronomique sont orientés à 90 . Le signal rétrodiffusé 28 rencontre donc sur son trajet, en aval de la lame semi-réfléchissante 16, le système optique 24 incluant les moyens de filtrage 26 et enfin les moyens de détection 23. Si des moyens de limitation de champ optique sont prévus, ils peuvent être insérés entre la lentille 24.1 du système optique 24 et les moyens de détection 23. La seconde lentille du système optique sert à rendre le faisceau optique 28 parallèle. Elle est placée en amont de la lame semiréfléchissante 16. Dans l'exemple décrit elle est matérialisée par la lentille 13.2. La lame semi-réfléchissante pourrait être remplacée par un dispositif réfléchissant 18 doté d'une zone 18.1 non réfléchissante et qui laisse passer le faisceau optique émis 12. Elle défléchit le signal rétrodiffusé 28 et le dévie vers le système optique 24. Le faisceau optique émis 12 traverse cette zone avant son agrandissement. Cette variante est illustrée sur la figure 3B. Ce dispositif réfléchissant 18 peut être formé d'un miroir, la zone non réfléchissante 18.1 qui laisse passer le faisceau optique peut être formée par un trou traversant. En variante, la zone 18.1 peut être une zone pleine. Le miroir peut être formé par exemple d'un support transparent, en verre métallisé, la zone non réfléchissante pleine 18.1 étant elle non métallisée. Cette zone 18.1 sera de préférence dans une partie centrale du dispositif réfléchissant. Elle aura typiquement un diamètre de l'ordre de quelques millimètres. La zone 18.1 représente environ 1% de la surface utile réfléchissante du dispositif réfléchissant 18. Sa surface est quasi négligeable vis à vis du signal rétrodiffusé. Pour mémoire, l'obturation due au miroir secondaire représentait environ 30% de la surface utile du miroir primaire d'un télescope. Ces modes de réalisation ont l'avantage d'être plus compacts, plus légers et moins coûteux que les modes de réalisation des figures 2A, 2B car ils utilisent moins de lentilles. Un autre avantage est que le recouvrement entre le faisceau optique 12 émis et le signal rétrodiffusé 28 se produit au niveau de la lentille de l'objectif 22 de la lunette astronomique 21. Le signal retrodiffusé 28 donne donc accès à des couches de l'atmosphère encore plus basses. De tels modes de réalisation peuvent être utilisés avantageusement pour l'analyse de la qualité de l'atmosphère et plus particulièrement de l'air ambiant à l'intérieur de bâtiments tels que des halls d'aéroports, des gares, des stations de métro ou similaire. Le mode de réalisation avec la lame semiréfléchissante a pour avantage de ne pas nécessiter de correction de facteur géométrique. La fonction de recouvrement entre le faisceau optique émis et le signal rétrodiffusé est parfaite ou quasi parfaite. Son inconvénient est qu'elle engendre une perte d'énergie d'un facteur 4. Le dispositif réfléchissant doté de la zone non réfléchissante n'entraîne qu'une faible perte d'énergie. Par contre il nécessite une faible correction de fonction recouvrement à faible distance (inférieure à 50 mètres). Le télescope à miroirs nécessitait une correction de recouvrement jusqu'à environ 500 à 1000 15 mètres. Les figures 4A, 4B illustrent des variantes de l'invention utilisant au moins une fibre optique soit en émission, soit en réception. Ces figures sont dérivées de la figure 2A. On peut imaginer d'utiliser au moins une fibre optique en émission et au moins une fibre optique en réception. Sur la figure 4A, au moins une fibre optique FOI est insérée dans le module d'émission 10, elle est située entre les moyens d'émission 11 et les moyens de mise en forme 13. Le module d'émission 10 peut alors être subdivisé en deux blocs distants reliés par cette fibre optique FOI. La fibre optique FOI transmet le signal en sortie du laser ou de la diode laser et le dirige soit directement vers l'atmosphère, soit vers les moyens de mise en forme 13. Les moyens de mise en forme sont représentés qu'avec une lentille convergente 13.1. Cette configuration permet de séparer le laser et son alimentation électrique, qui sont des éléments lourds, encombrants et fragiles, du reste du système optique du lidar. Cette variante est particulièrement avantageuse dans le cas où le lidar est couplé à des moyens de déplacement angulaire 15 qui ne déplacent que la fibre optique FOI couplée aux moyens de mise en forme 13 et le module de réception. La charge à déplacer est beaucoup plus légère. En outre, les réglages sont plus faciles. La variante de la figure 4B illustre le cas où au moins une fibre optique FO2 est insérée dans le module de réception 20 entre l'objectif 22 et le système optique 24. Elle a pour fonction de recueillir le signal en sortie de l'objectif 22 et de le transmettre vers le système optique 24 et les moyens de détection 23. Une extrémité de la fibre optique FO2 est de préférence placée au point focal de la lentille 22.1 de l'objectif 22. L'autre extrémité de la fibre optique FO2 est de préférence placée au point focal d'entrée du système optique 24 du module de réception 20. Dans cette configuration, la fibre optique FO2 a également la fonction de limiteur de champ. Sur cette figure 4B, les moyens de mise en forme 13 du module d'émission comportent au moins un miroir 13.3, 13.4 au lieu d'au moins une lentille. Avec des lidars tels que décrits dans les modes de réalisation détaillés ci-dessus, on peut espérer restituer les propriétés optiques des aérosols avec un intervalle de confiance supérieur à 10% pour une durée d'intégration d'environ 2 secondes. Les applications principales envisagées pour de tels lidars sont par exemple l'étude de la répartition spatiale de polluants particulaires de la surface au sommet de la couche limite atmosphérique et de leur transfert dans la troposphère libre. L'intérêt principal lié à l'utilisation d'un tel lidar est double. On peut surveiller la pollution particulaire de la basse atmosphère en régions urbaines et à proximité de sites industriels. On peut également contraindre et valider des modèles d'impacts et prédictifs à objectifs environnementaux et sociauxéconomiques. La première application intéresse les organismes de suivi de la qualité de l'air et les industriels qui veulent contrôler efficacement leurs rejets. Ils sont demandeurs de dispositifs fiables et simples qui peuvent mettre en évidence la charge en aérosols de pollution suivant une colonne d'air parcourue par le faisceau optique émis avec un échantillonnage temporel qui puisse suivre l'évolution des sources de ces particules. Le dispositif de détection et d'analyse doté d'un tel lidar permet d'échantillonner les basses couches de l'atmosphère, principalement la couche limite planétaire. L'analyse du signal rétrodiffusé permet de calculer un indice de pollution particulaire défini pour cette application afin de faciliter son utilisation. La seconde application est étroitement liée au besoin d'études diagnostiques et de prévision d'évènements de pollution particulaire. Des lidars soigneusement répartis en région urbaine sont des moyens de contrainte forte pour des modèles méso- échelle dédiés à la pollution particulaire. Ils peuvent être utilisés pour valider ces modèles. Le profil des mesures brutes issu de chacun des lidars (après correction de la géométrie de visée) est comparé à un profil généré directement par le modèle. Le profil issu du lidar est associé à une erreur relative très faible (quelques pourcents), il permet de mettre en évidence les erreurs du modèle et donc de l'affiner. Le modèle intègre généralement un simulateur de mesures provenant des lidars qui utilise en entrée les résultats de simulations à chaque pas de temps. Les écarts observés entre la prédiction et la mesure sont uniquement liés à des artéfacts du modèle qui doivent être corrigés. Les caractéristiques structurales des couches de polluants sont très importantes pour bien valider les modèles, elles sont directement obtenues à partir de la mesure brute issue du lidar. En mode prévision, l'assimilation des mesures provenant des lidars peut se faire en temps réel afin de bien contraindre l'évolution des panaches particulaires. Un tel lidar peut être utilisé par des personnes non obligatoirement spécialisées puisqu'il n'est pas dangereux pour les yeux. Il peut être utilisé au sol statiquement ou être embarqué sur un véhicule terrestre ou un aéronef. Lorsque le lidar est embarqué sur un aéronef, il peut être utilisé pour faire de la cartographie de l'atmosphère. Les logiciels développés pour le traitement du signal rétrodiffusé tiennent compte de l'application afin de faciliter la tâche des utilisateurs. DOCUMENTS CITES: [1] demande de brevet JP-A 10039023 [2] demande de brevet JP-A 08136455 [3] demande de brevet JP-A 11248838 [4] demande de brevet US-A-2002118352 [5] demande de brevet JP-A 09145841 [6] demande de brevet JP-A 2002196075 [7] demande de brevet JP-A 10039020 [8] brevet US-B 5 241 315 [9] brevet US-B 5 239 352 B 14640.3 CS 33 2865545 REVENDICATIONS 1. Lidar comprenant un module d'émission (10) d'un faisceau optique (12) et un module de réception (20) d'un signal rétrodiffusé (28) correspondant à au moins une partie du faisceau optique ayant subi une rétrodiffusion, ce module de réception (20) incluant des moyens de collecte (21), caractérisé en ce que les moyens de collecte (21) sont de type lunette astronomique (21) avec un objectif (22) doté d'au moins une lentille (22.1) et un système optique (24) comportant au moins une lentille (24.1, 24.2) et situé en aval de l'objectif (22). 2. Lidar selon la revendication 1, 15 caractérisé en ce que le module de réception (20) possède un axe optique (YY'), le faisceau optique émis (12) étant dirigé selon un axe (XX') qui est sensiblement parallèle ou confondu avec celui du module de réception (20). 3. Lidar selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le module d'émission (10) comporte des moyens de mise en forme (13) du faisceau optique émis, ces moyens (13) comportant une ou plusieurs lentilles (13.1, 13.2) et/ou un ou plusieurs miroirs (13.3, 13.4). 4. Lidar selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de mise en forme (13) 30 sont des moyens agrandisseurs de faisceau. E 14640.3 CS 34 5. Lidar selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens agrandisseurs de faisceau (13) comportent un dispositif optique afocal. 6. Lidar selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les moyens de mise en forme (13) coopèrent avec des moyens de déplacement (14) afin d'ajuster la direction du faisceau optique émis (12). 7. Lidar selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que lorsque l'axe du faisceau optique (XX') est confondu avec l'axe du module de réception (20), la lentille (22.1) de l'objectif (22) de la lunette astronomique est utilisée en tant que lentille convergente (13.1) des moyens agrandisseurs de faisceau (13). 8. Lidar selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une lame semi- réfléchissante (16) traversée par le faisceau optique émis {12) et qui défléchit le signal rétrodiffusé après avoir traversé l'objectif de la lunette astronomique (21). 9. Lidar selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif réfléchissant (18) et qui est doté d'une zone (18.1) laissant passer le faisceau optique et non réfléchissante pour le signal rétrodiffusé. > 2865545 B 14640.3 CS 35 10. Lidar selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le module de réception (20) comporte en outre des moyens de détection (23) du signal rétrodiffusé, ces moyens de détection (23) comportant un ou plusieurs photomultiplicateurs ou une ou plusieurs photodiodes. 11. Lidar selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le système optique (24) 10 comporte en outre des moyens de filtrage optique (26) comprenant un ou plusieurs filtres (26.1). 12. Lidar selon la revendication 11, caractérisé en ce que le système optique (24) comporte 15 deux lentilles (24.1, 24.2) qui se suivent, les moyens de filtrage (26) étant placés entre les deux lentilles. 13. Lidar selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que les moyens de filtrage 20 coopèrent avec des moyens de polarisation (29). 14. Lidar selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que les filtres (26.1) coopèrent avec des moyens de déplacement (26.3). 15. Lidar selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le système optique (24) comporte en outre des moyens de limitation de champ optique (27) comprenant un ou plusieurs diaphragmes 30 (27.1). B 14640.3 CS 36 2865545 16. Lidar selon la revendication 15, caractérisé en ce que les diaphragmes {27.1) coopèrent avec des moyens de déplacement (27.3). 17. Lidar selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que les moyens de limitation de champ optique (27) sont situés dans le plan focal de l'objectif (22) de la lunette astronomique (21). 18. Lidar selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que les moyens d'émission (11) sont formés d'un laser ou d'une diode laser. 19. Lidar selon la revendication 18, 15 caractérisé en ce que les moyens d'émission (11) émettent dans l'ultra-violet. 20. Lidar selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que le module d'émission (10) 20 comporte en outre au moins une fibre optique (FOI). 21. Lidar selon l'une des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que le module de réception comporte en outre au moins une fibre optique (F02) intercalée entre l'objectif (22) de la lunette astronomique (21) et le système optique (24). 22. Dispositif de tomographie de l'atmosphère, caractérisé en ce qu'il comporte un lidar 30 selon l'une des revendications 1 à 21 et des moyens de 10 B 14640.3 CS 37 déplacement angulaire (15) du lidar aptes à rendre le faisceau optique émis (12) balayant dans l'atmosphère. 23. Dispositif de détection de particules et/ou de molécules dans l'atmosphère, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un lidar (30) selon l'une des revendications 1 à 21, ce lidar coopérant avec des moyens d'acquisition (31) et des moyens de traitement (32) du signal rétrodiffusé. 24. Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que les moyens d'acquisition (31) et de traitement (32) sont aptes à extraire un rapport de mélange de vapeur d'eau dans l'atmosphère, en fonction de la distance. 25. Dispositif selon l'une des revendications 23 ou 24, caractérisé en ce que les moyens d'acquisition (31) et de traitement (32) sont aptes à extraire la densité de l'air de l'atmosphère et à en déduire la température de l'atmosphère. 26. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 25, caractérisé en ce que les moyens d'acquisition (31) et de traitement (32) sont aptes à extraire des propriétés structurales des couches diffusantes au cours du temps, dont l'altitude du sommet de la couche limite planétaire et/ou l'altitude des nuages et/ou l'épaisseur des nuages serai-transparents. 27. Dispositif selon l'une des revendications 23 à 26, caractérisé en ce que les moyens B 14640.3 CS 38 2865545 d'acquisition (31) et de traitement (32) sont aptes à extraire le profil vertical d'extinction des aérosols en fonction du temps.