# Simulation de mesure polarimétrique du ciel

Antoine Moutenet, Léo Poughon, Bruno Toulon, Julien Serres, Stéphane Viollet

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## To cite this version:

Antoine Moutenet, Léo Poughon, Bruno Toulon, Julien Serres, Stéphane Viollet. Simulation de mesure polarimétrique du ciel. 18ème Journée de l'École Doctorale Sciences du Mouvement Humain ED463 (JEDSMH 2023), May 2023, Montpellier, France., 2023. [hal-04513481](https://hal.science/hal-04513481v1)

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Submitted on 20 Mar 2024

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# Simulation de mesure polarimétrique du ciel

## Extrait de travaux de thèse CIFRE Safran-ISM (2021-2024)

Antoine Moutenet<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, Leo Poughon<fnref n="1" />, Bruno Toulon<fnref n="2" />, Julien R Serres<fnref n="1" />,<fnref n="3" />, Stéphane Viollet<fnref n="1" />

antoine.moutenet@univ-amu.fr

## – Principe : Diffusion multiple, luminance, architecture du capteur. Un algorithme modulaire ! –

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### Mise en contexte

Dans le cadre du développement d'une boussole optique bio-inspirée basée sur la lecture des propriétés de polarisation de la lumière diffusée par l'atmosphère, nous avons été amenés à développer un simulateur complet d'une camera polarimétrique observant le ciel [Fig.1].

Ce simulateur prend en compte :

- le phénomène de diffusion multiple[1,2] [Fig.3]

- la répartition de l'énergie lumineuse[3]

- l'optique utilisée

- les caractéristiques des polariseurs et du capteur.

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### Utilité de l'algorithme

Ce simulateur a l'avantage d'être **modulaire et évolutif**. Il est constitué de plusieurs blocs élémentaires, facilement remplaçables [Fig.2].

Cela permet une amélioration constante et une bonne adaptabilité quels que soient les systèmes optiques ou de détection étudiés [Fig.4].

Il sera disponible en **open source** sous Matlab et Python pour les besoins de la recherche et de la formation.

Il permettra le **dimensionnement** de système d'acquisition et d'algorithmes de traitement d'images à partir de données variées difficilement accessibles par l'expérimentation (conditions météorologiques, matériels couteux, éphémérides[4] spécifiques, etc). [Fig. 5,6,7,8]

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## – Résultats : Comparaisons entre simulations et acquisitions en extérieur –

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## REFERENCES :

[1] G. Horvath, B. Bernath, B. Suhai, and A. Barta, "First observation of the fourth neutral polarizationpoint in the atmosphere," JOSA, 2002.

[2] M. V. Berry, M. R. Dennis, and R. L. J. Lee, "Polarization singularities in the clear sky," New Journal of Physics, 2004.

[3] L. Hosek and A.Wilkie, "An analytic model for full spectral sky-dome radiance," ACM Transactions on Graphics, 2012.

[4] I. Reda and A. Andreas, "Solar position algorithm for solar radiation applications," Solar Energy, vol. 76, no. 5, pp. 577-589, 2004.

<footnote n="1">¹ Aix Marseille Univ, CNRS, ISM, 163 Av. de Luminy, 13 009 Marseille, France</footnote>

<footnote n="2">² Safran Electronics & Defense, 100 Av. de Paris, 91 344 Massy, France</footnote>

<footnote n="3">³ Institut Universitaire de France (IUF), 1 rue Descartes, 72 231 Paris cedex 05, France</footnote>