Etude et réalisation d`un télémètre laser par temps de vol

INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE GRENOBLE
N° attribué par la bibliothèque
THESE
pour obtenir le grade de
DOCTEUR DE L’INPG
Spécialité : « Optique, Optoélectronique et Micro-ondes »
préparée au Département Systèmes du LÉTI - CEA Grenoble
dans le cadre de l’École Doctorale :
« Électronique, Électrotechnique, Automatique et Traitement du Signal »
présentée et soutenue publiquement
par
Vincent DELAYE
le 7 septembre 2000
Titre :
Etude et réalisation d’un télémètre laser par temps de vol
Directeur de thèse :
M. Germain CHARTIER
JURY
M. Jean-Louis MEYZONNETTE, Rapporteur et Président
M. Ali MOHAMAD-DJAFARI, Rapporteur
M. Germain CHARTIER, Directeur de thèse
M. Christian DUJEU, Examinateur
M. Pierre LABEYE, Responsable CEA

REMERCIEMENTS
Ce travail s’est déroulé au sein du groupe Technologie de Contrôle industriel du LETI
(TCI) dirigé par Monsieur Philippe RIZO, je le remercie vivement pour m’avoir accueilli et pour ses
conseils avisés. Messieurs Bernard BARBIER, chef du Département Systèmes (DSYS) et Hervé
FANET, chef du Service Capteurs et Systèmes d’Imagerie (SCSI), m’ont donné les moyens nécessaires
à la réalisation de ce projet, je les en remercie tout particulièrement.
Je tiens à remercier Monsieur Pascal BESESTY, mon responsable CEA et chef de projet
en Télémétrie Laser au début de cette thèse. Je lui souhaite bonne chance dans ses nouvelles
fonctions.
Mes remerciements vont également à Monsieur Pierre LABEYE, responsable CEA des
deux dernières années de cette thèse pour m’avoir, fait partager ses compétences « d’opticien » tant
sur le plan théorique que pratique, et pour avoir aiguisé mon sens critique vis à vis de mes propres
travaux. Les expérimentations « nocturnes » n’aurait pu avoir lieu sans sa grande disponibilité et
précieuse aide. Merci aussi pour m’avoir laissé gagné quelques parties de squash.
Monsieur Germain CHARTIER, Professeur de l’Institut National Polytechnique de
Grenoble a dirigé cette thèse. Je le remercie cordialement pour sa disponibilité, ses conseils
inestimables et ses encouragements.
Je remercie également Messieurs Ali MOHAMMAD-DJAFARI, professeur à l’École
Supérieure d’Electricité, et Jean-Louis MEYZONNETTE, professeur à l’École Supérieure d’Optique,
d’avoir accepté d’examiner et juger ce travail, les discussions que nous avons eu m’ont beaucoup
apporté.
Je tiens aussi à exprimer mes remerciements à Monsieur Christian DUJEU, Directeur
Technique de la société SESO à Aix-en-Provence, qui a accepter de faire parti du jury.
Enfin, je tiens à exprimer ma sympathie et toute ma reconnaissance aux membres des
groupes Technologies de Contrôle Industriel et Electronique et Biologie : André, Véronique, Henri,
Roland, Vincent, Fabrice, Hervé, Michel, Dominique, Philippe, Arnaud, Alexandre, Jean-Paul...
Pour terminer, je tiens à remercier tout particulièrement et avant tout ma famille et belle-
famille, en particulier Magali, ainsi que mes amis pour m’avoir soutenu moralement et encouragé
tout au long de ces trois années.

Sommaire

Sommaire
Introduction Générale
page 1
Partie I,
Etat de l’art en télémétrie laser
page 3
Partie II,
Télémétrie laser temps de vol
page 30
Partie III,
Amélioration des performances des télémètres laser temps de vol
page 78
Partie IV,
Etude expérimentale
page 128
Conclusion Générale
page 165
Annexes
page 167
Bibliographie
page 176

Introduction Générale