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OIE 01 - Heliosat-5 : une nouvelle méthode d'estimation du rayonnement solaire au sol par satellite

OIE 01 - Heliosat-5 : une nouvelle méthode d'estimation du rayonnement solaire au sol par satellite

Proposition de thèse

SpécialitéEnergétique et Procédés
Ecole doctoraleSMI - Sciences des Métiers de l'Ingénieur
Directeur de thèseBLANC Philippe
Unité de rechercheEnergétique et Procédés
Contact
Site Webhttp://www.oie.mines-paristech.fr
Mots-clésRayonnement solaire, transfert radiatif , modélisation, satellite météorologique géostationnaire, méthodes Heliosat
RésuméLe rayonnement solaire est la principale source d'énergie de la Terre. Le climat, les phénomènes météorologiques, la vie des hommes, des animaux et des plantes dépendent de ce rayonnement et de ses variations. Les méthodes Heliosat, mises au point par MINES ParisTech, permettent de convertir les images acquises par les satellites météorologiques géostationnaires comme Meteosat, en cartes du rayonnement solaire disponible au sol.
La méthode Heliosat-2 a été mise en opération par plusieurs instituts de recherche et sociétés commerciales dans le monde. La société Transvalor est associée à MINES ParisTech depuis 2009 pour valoriser la méthode Heliosat-2 en produisant et commercialisant des données de rayonnement solaire. Elle vend environ 4 millions de produits chaque année, et fournit des services associés. L'internationalisation de la clientèle de Transvalor entraîne une demande de produits en tout point du monde, alors que la couverture géographique actuelle est limitée actuellement à l'Europe, l'Afrique, le Moyen-Orient et une partie de l'Amérique du Sud. Afin de satisfaire les clients, il est nécessaire d'être capable de traiter des images en temps quasi-réel, ainsi que des archives d'images depuis l'an 2000, provenant de satellites météorologiques géostationnaires de technologies et de caractéristiques très différentes. Quoique la méthode Heliosat-2 soit bien adaptable à des changements fréquents de capteurs plutôt similaires au cours du temps, traiter des images de nature acquises par des capteurs spatiaux différents nécessiterait d'avoir une instance de la méthode pour chaque cas. Ceci ne garantirait pas la cohérence des estimations de rayonnement dans le temps et l'espace. La méthode Heliosat-4, récemment développée pour le service Copernicus de l'Union Européenne, ne convient pas non plus parce qu'elle exploite les capacités de résolution spectrale du capteur SEVIRI de Meteosat Second Generation dont on ne trouve pas d'équivalent pour tous les capteurs nécessaires à une couverture mondiale, depuis l'an 2000. C'est la raison pour laquelle Transvalor aimerait disposer d'une nouvelle méthode Heliosat-5 « universelle qui permettrait de traiter uniformément les images des différents satellites météorologiques couvrant le monde.
ContexteLe rayonnement solaire est la principale source d'énergie de la Terre. Le climat, les phénomènes météorologiques, la vie des hommes, des animaux et des plantes dépendent de ce rayonnement et de ses variations. Les méthodes Heliosat, mises au point par MINES ParisTech, permettent de convertir les images acquises par les satellites météorologiques géostationnaires comme Meteosat, en cartes du rayonnement solaire disponible au sol.
La méthode Heliosat-2 a été mise en opération par plusieurs instituts de recherche et sociétés commerciales dans le monde. La société Transvalor est associée à MINES ParisTech depuis 2009 pour valoriser la méthode Heliosat-2 en produisant et commercialisant des données de rayonnement solaire. Elle vend environ 4 millions de produits chaque année, et fournit des services associés. L'internationalisation de la clientèle de Transvalor entraîne une demande de produits en tout point du monde, alors que la couverture géographique actuelle est limitée actuellement à l'Europe, l'Afrique, le Moyen-Orient et une partie de l'Amérique du Sud. Afin de satisfaire les clients, il est nécessaire d'être capable de traiter des images en temps quasi-réel, ainsi que des archives d'images depuis l'an 2000, provenant de satellites météorologiques géostationnaires de technologies et de caractéristiques très différentes. Quoique la méthode Heliosat-2 soit bien adaptable à des changements fréquents de capteurs plutôt similaires au cours du temps, traiter des images de nature acquises par des capteurs spatiaux différents nécessiterait d'avoir une instance de la méthode pour chaque cas. Ceci ne garantirait pas la cohérence des estimations de rayonnement dans le temps et l'espace. La méthode Heliosat-4, récemment développée pour le service Copernicus de l'Union Européenne, ne convient pas non plus parce qu'elle exploite les capacités de résolution spectrale du capteur SEVIRI de Meteosat Second Generation dont on ne trouve pas d'équivalent pour tous les capteurs nécessaires à une couverture mondiale, depuis l'an 2000. C'est la raison pour laquelle Transvalor aimerait disposer d'une nouvelle méthode Heliosat-5 « universelle qui permettrait de traiter uniformément les images des différents satellites météorologiques couvrant le monde.
EncadrementMaître de thèse : Benoit GSCHWIND
Domaine(s)'702' 'Sciences de la terre et de l'univers'
'808' 'Traitement du signal et des images'
Profil candidatProfil type pour une thèse à MINES ParisTech: Ingénieur et/ou Master 2 recherche - Bon niveau de culture générale et scientifique. Bon niveau de pratique du français et de l'anglais. Bonnes capacités d'analyse, de synthèse, d'innovation et de communication. Qualités d'adaptabilité et de créativité. Capacités pédagogiques. Motivation pour l'activité de recherche. Projet professionnel cohérent.
Pré-requis (compétences spécifiques pour cette thèse) : Très bon niveau en physique. Aisance en programmation scientifique. Capacités d'observation. Des connaissances en optique atmosphérique, météorologie ou télédétection seront un plus.
Comment postuler : http://www.oie.mines-paristech.fr/Recrutement/Theses/

Pour postuler, transmettre à philippe.blanc@mines-paristech.fr :
- un CV,
- une lettre de motivation,
- coordonnées d'un ou deux référents.
Résultat attendu- une nouvelle méthode universelle pour la conversion des images de satellites en cartes de rayonnement solaire au sol ;
- des estimations mondiales de rayonnement solaire au sol cohérentes dans l'espace et le temps ;
- des recommandations pour une implémentation opérationnelle de la méthode, qui faciliteront sa diffusion dans la communauté scientifique ;
- des approches innovantes pour la simulation très rapide du transfert radiatif ;
- des approches innovantes pour l'exploitation conjointe de sources de données offrant des supports d'espace, de temps et spectraux différents.
ObjectifL'objectif scientifique de la thèse est la conception, la réalisation et la validation d'une nouvelle méthode –Heliosat-5– universelle d'estimation du rayonnement solaire au sol par satellite, capable d'être mise en œuvre opérationnellement.
RéférencesNR
Type financementAutre type de financement
Partenariat/contratPartenaire industriel : Transvalor
Contrat de recherche (préciser : acquis ou en cours de négociation, détailler ce qu'il couvre et de quand à quand) : Transvalor cofinance à 50 % la thèse avec le complément de 50 % par une bourse de la région PACA. L'ouverture de la thèse est conditionnée par l'obtention du cofinancement de la Région.

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