Sujets de suivi/projet

UPMC, Licence SVP, 2004 Mesures Physiques O. Bock, M. Barbi
Sujets de suivi/projet
Groupes 1a + 2a :
(1) Identification d’un système (numérique, 1 pers.)
Un fichier contenant la réponse impulsionnelle d’un photodétecteur de télémètre laser vous est fourni (ainsi qu’une
documentation sur le principe de fonctionnement du système). Il faut trouver un modèle physique pour ce système,
identifier ses paramètres caractéristiques et prédire sa réponse à des signaux quelconques.
(2) Fenêtres de pondération pour l’analyse spectrale (théorique et numérique, 1 pers.)
Un document (cours sur l’analyse spectrale) est fourni. Il faut tester la performance de différentes fenêtres de
pondération pour l’analyse spectrale (l’effet de la pondération est de réduire les lobes secondaires du spectre introduits
par la durée finie du signal). On utilisera des signaux simulés ou mesurés avec la chaîne d’échantillonnage du TP4.
(3) Méthodes d’interpolation / extrapolation (théorique et numérique, 1 pers.)
Un document est fourni sur ces méthodes. Il faut présenter les méthodes avec des illustrations obtenues en faisant des
simulations numériques simples.
(4) Analyse de signaux lidar (théorique et numérique, 2 pers.)
Un fichier de mesures brutes d’un lidar Raman est fourni (N profils de M points en altitude pour plusieurs longueurs
d’ondes). Il faut :
1) Etudier le principe de fonctionnement d’un lidar et décrire les propriétés des signaux mesurés.
2) Analyser les propriétés statistiques de signaux (stationnaires / ergordiques ? loi de Poisson / Gauss ?) et utiliser
l’analyse spectrale pour mettre en évidence la turbulence atmosphérique.
(5) Analyse spectrale de données météorologiques (numérique, 2 pers.)
Des fichiers de mesures météorologiques sont fournis (séries temporelles sur plusieurs années de délais GPS de
plusieurs stations à différentes latitudes). Il faut analyser les modes de variabilité (p.ex. analyse de Fourier) et étudier la
corrélation avec la latitude.
(6) Etude du réchauffement climatique (numérique, 1 pers.)
Deux fichiers contenant la température mensuelle moyenne à Paris sont fournis (le 1er de 1757 à 1975 et le 2nd de 1976 à
1995). Il faut déterminer si le réchauffement sur les 20 dernières années par rapport aux données climatologiques est
significatif.
(7) Assimilation de données (théorique et numérique, 2 pers.)
Un document est fourni sur une méthode d’assimilation de données par moindres carrés. Il faut :
(1) Présenter la méthode générale et l’application à l’assimilation de profils de température et d’humidité et de
contenus intégrés d’humidité (technique 1D-var utilisé en météorologie).
(2) Tester la méthode à l’aide des fichiers de données fournis (profils de radiosondages et profils d’un modèle
météorologique).

UPMC, Licence SVP, 2004 Mesures Physiques O. Bock, M. Barbi
Sujets de suivi/projet
Groupes 1b + 2b :
(8) Détection/estimation (théorique et numérique, 2 pers.)
Un document (cours sur le filtrage de Wiener et le filtrage adapté) et des données (enregistrements d’un télémètre laser)
sont fournis. Il faut :
1) Etudier la théorie du filtrage et l’appliquer au problème d’estimation de l’intervalle de temps entre deux échos
laser en présence de bruit
2) Développer un programme pour lire les données, appliquer le filtrage et estimer l’intervalle de temps (100
mesures).
(9) Analyse du cri de la chauve-souris (théorique et numérique, 2 pers.)
Les chauve-souris, aveugles, émettent une onde sonore et reçoivent les échos réfléchis par les objets environnants. C'est
à travers une analyse du signal reçu qu’elles déterminent la position et de la vitesse de ces objets.
A) On discutera la théorie permettant d’expliquer le fonctionnement d’un tel mécanisme, et de prévoir quel type de
signal émis est le plus adapté (documents fournis). Des calculs additionnels pourront être faits.
On dispose d’une série d’enregistrements numériques en milieu naturel de cris émis par une chauve-souris pendant la
phase de veille et de poursuite. On fera une analyse « temps-fréquence » (analyse des spectres en fréquence variant au
cours du temps) de ces signaux et une série de manipulations numérique afin de :
B) Etudier les signaux et déterminer la loi de variation de la fréquence émise en fonction du temps ;
C) Vérifier la propriété de « Doppler-invariance » des signaux ;
D) Expliquer les différences entre signaux utilisées pour déterminer la vitesse d’une proie plutôt que sa position.
(10) Analyse d’un séquence d’ADN (bibliographique et numérique, 2 pers.)
On étudie les propriétés de corrélation des séquences génomiques. Il s’agit d’étudier le spectre en fréquence et la
fonction de corrélation de séquences numériques discrètes construites à partir des séquences de bases, afin d’en déduire
certaines propriétés caractéristiques de l’ADN et de son fonctionnement. Deux approches sont proposées :
1) Etude bibliographique d’articles de recherche concernant ce sujet ;
2) Analyse numérique de deux séquences d’ADN réelles.
(11) Reconnaissance vocale (numérique, 1 pers.)
Le but du projet est d’élaborer une méthode qui permette de faire la reconnaissance vocale pour un ensemble de
quelques mots enregistrés. La méthode à utiliser est basé sur le calcul de spectrogrammes (spectres en fonction du
temps) ; les spectrogrammes des différents mots seront ensuite comparés par une méthode de corrélation pour permettre
la reconnaissance.
(12) Analyse de Fourier dans la résolution de l’équation de la chaleur (théorique et
numérique, 1 pers.)
On propose de résoudre le problème de diffusion de la chaleur dans une barre conductrice, initialement non à
l’équilibre, pour déterminer l’évolution de la température au cours du temps. L’équation à résoudre est aune équation
différentielle aux dérivées partielles : une fois séparées les variables, l’équation peut se résoudre par développement en
série de Fourier. On propose de
1) Résoudre le problème analytiquement ;
2) Développer un programme pour simuler la diffusion de la chaleur sur la base des résultats analytiques.
(13) Conversion AN/NA (électronique, 1 pers.)
On réalisera un circuit électronique permettant de convertir une tension analogique en une information binaire codée,
puis de réaliser la conversion numérique-analogique.