PROPOSITION DE SUJET DE THESE Intitulé : Optimisation

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PROPOSITION DE SUJET DE THESE
Intitulé : Optimisation des processus de traitement d'images à haute
résolution dans le visible. Application à l'imagerie de satellite et
l'observation astronomique.
Référence : PHY-DOTA-2017-18
(à rappeler dans toute correspondance)
Laboratoire d’accueil à l’ONERA :
Branche : Physique
Lieu (centre ONERA) :
Châtillon
Département : DOTA
Unité : Haute Résolution Angulaire
Tél. : 01 46 73 47 82
Responsable ONERA : Aurélie Bonnefois
Email : [email protected]
Directeur de thèse envisagé :
Nom : Fusco Thierry
Adresse : ONERA
Tél. : 01 46 73 47 37
Email : [email protected]
Sujet :
L'imagerie à haute résolution dans le visible est le futur grand challenge de l’instrumentation au sol,
que cela soit dans le domaine de l’astronomie (remplacement d’Hubble) ou de la défense (imagerie
de satellite en orbite basse). Si l’Optique Adaptative [OA] est la technique centrale permettant
d’atteindre les résolutions recherchées (de l’ordre de la centaine, voire de la dizaine de milliseconde
d’arc), un étage de traitement d’image est essentiel pour s’affranchir des résidus turbulents non
corrigés par l’OA, ces derniers étant d’autant plus importants que la longueur d’onde d’imagerie est
courte. Dans ce but, l’Onera a développé le logiciel de déconvolution MISTRAL, utilisé aujourd'hui
encore par la communauté des astronomes.
Jusqu'à présent, les systèmes d’OA ont été optimisés pour produire des images longue pose bien
corrigées dans le proche IR. Or depuis quelques années, le développement de détecteurs visibles
grands formats rapides, sensibles et à très faible bruit de lecture, a permis d’envisager l’imagerie
visible avec des poses de durée réduite, changeant ainsi la donne dans la façon de concevoir et
d'optimiser les systèmes d'imagerie avec OA.
Le traitement d’images visibles enregistrées avec un temps de pose réduit est un véritable challenge
pour la déconvolution : la correction par OA n'est que partielle, et on accède désormais à des images
évoluant dans le temps (pose réduite) et dans le champ (anisoplanétisme).
Ce changement de paradigme dans l'imagerie à haute résolution pour le visible nous conduit à
revisiter l'ensemble des processus de reconstruction de réponse impulsionnelle ou PSF et de
traitement d'images associés. Un mélange de techniques dites "speckle imaging/interferometry" ou
"deconvolution d'analyse de front d'onde" héritées des premiers âges de l'instrumentation à haute
résolution avec des approches plus récentes de reconstruction de PSF et déconvolution "aveugle" ou
"myope" devrait permettre de relever le défi et d’atteindre la résolution ultime (tant photométrique
qu'astrométrique) des images obtenues sur les nouveaux instruments d'imagerie à haute résolution
dans le visible.
Le but de la thèse est donc de proposer de nouvelles approches de traitement intégrant les nouveaux
développements en OA et en détection pour le visible afin de rendre les systèmes d’observation de
l’espace depuis le sol compétitifs avec leurs concurrents spatiaux.
GEN-F160-7 (GEN-SCI-029)
Cette problématique, essentielle pour rendre robuste et opérationnel tout système au sol d'imagerie
de satellite, a également été identifiée par la communauté astronomique comme essentielle pour la
future génération d'instrumentation pour les télescopes géants (Very et Extremely Large Telescope),
les processus de co-conception faisant leur apparition dans l'instrumentation astronomique. A ce titre
la thèse se placera au cœur d'études préliminaires pour l'instrumentation de 3ième génération pour le
VLT et bénéficiera ainsi d'une synergie forte avec des travaux menés à l'ONERA et au LAM dans ce
domaine. Elle bénéficiera aussi de plus de 30 ans d’expertise à l’ONERA sur ces sujets.
Collaborations extérieures : Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Observatoire de Nice Cpted'Azur
PROFIL DU CANDIDAT
Formation : Master recherche en physique, écoles d'ingénieur
Spécificités souhaitées : Physique, Optique, traitement du signal et des images, astronomie
GEN-F160-7 (GEN-SCI-029)