ANALYSE DES DONNÉES DU CAPTEUR INFRASONORE BIS EMBARQUÉ SUR LES BALLONS STRATÉOLE-2 POUR LA RECHERCHE ATMOSPHÉRIQUE ET LA CARACTÉRISATION DES ENTRÉES DE MÉTÉORES

Les rentrées atmosphériques de météores constituent des sources sporadiques de lumière et d'ondes de choc, offrant une opportunité unique d'étudier différents processus physiques. Premièrement, l'observation du phénomène optique et l'enregistrement des signaux infrasonores permettent d'estimer la masse et la résistance des météoroïdes avant leur entrée dans l'atmosphère, fournissant ainsi des statistiques sur les astéroïdes de faible masse, encore peu étudiés par les missions spatiales. Ensuite, l'étude de leur dynamique lors de la rentrée atmosphérique permet de mieux comprendre non seulement le comportement des objets naturels, mais aussi la manière dont les débris spatiaux réintègrent l'atmosphère. Enfin, ces sources de lumière et d'infrason peuvent être localisées avec précision dans le temps et l'espace, permettant ainsi de déduire la structure de l'atmosphère grâce aux propriétés de propagation des ondes qu'elles produisent. L'instrument BIS (Balloon Infrasound Sensor) embarqué à bord de la prochaine campagne Stratéole-2 enregistrera les variations de pression à une fréquence de 20 échantillons par seconde (sps). Ce capteur couvrira ainsi la gamme de fréquences de 0 à 10 Hz. Ces enregistrements à haute fréquence permettront de « percevoir » de nouveaux phénomènes dans la gamme 1-10 Hz, tels que les signaux infrasonores générés par les entrées de météores et le tonnerre. De plus, ce capteur sera déployé sur trois ballons différents dans la nacelle ZEPHYR, et ces enregistrements seront combinés à ceux des capteurs TSEN, enregistrant à 1 Hz, à bord de la nacelle EUROS. L'enregistrement simultané des mêmes signaux infrasonores par différents instruments ouvre la voie à la localisation et à la caractérisation des sources infrasonores. Combiné aux détections d'entrées de météores depuis des stations au sol ou spatiales, ou aux détections de foudre par radars météorologiques, ces enregistrements ont le potentiel d'étudier les vents stratosphériques et mésosphériques, actuellement mal contraints par les données disponibles. L'objectif de ce projet de doctorat est de démontrer la possibilité de reconstituer les vents de la haute atmosphère à partir des signaux infrasonores générés par les entrées de météores et enregistrés par les ballons. Pour ce faire, l'étudiant(e) réalisera les tâches suivantes. Dans un premier temps, le pipeline de traitement des données des capteurs BIS et TSEN sera défini et mis en œuvre afin de constituer une base de données de signaux potentiellement intéressants. Dans un second temps, il s'agira de calculer la sensibilité des observations infrasonores, notamment leur temps de propagation, aux variables atmosphériques telles que le vent et la température. Dans un troisième temps, un modèle de source infrasonore (au moins en 2D et 2,5D) pour les rentrées atmosphériques des météores, compatible avec les outils de simulation disponibles, sera développé. Enfin, l'étudiant combinera l'ensemble de ces développements pour traiter les données BIS et TSEN et démontrer la possibilité de reconstituer les vents de la haute atmosphère à partir des données de la nouvelle campagne Stratéole-2. Un second objectif sera de reconstituer les propriétés des rentrées atmosphériques des météores à partir de ces enregistrements. Ce projet est proposé en co-direction avec Eleanor Sansom de Curtin University afin de bénéficier de l'expertise de cette équipe sur l'imagerie et la caractérisation optique des rentrées de météores et des infrasons associés. École doctorale : SDU2E - Sciences de l'Univers, de l'Environnement et de l'Espace Direction : Raphaël GARCIA Financement : MSCA COFUND BEST