3.3. Etalonnage sur plan d'eau 
Les étalonnages sur la surface de l'eau posent le problème de la connaissance précise de la température de brillance de 
référence, c'est à dire de paramètres tels que l'émission de l'atmosphère, la rugosité de la surface de l'eau, la 
température de la surface de l'eau... Jusqu'à présent, nous avons testé ce type d'étalonnage soit sur une piscine, soit en 
version aéroportée au-dessus du fleuve Niger. 
L'étalonnage sur piscine s'est effectué lors de la seconde campagne INRA, c'est à dire avec le 
radiomètre installé sur une grue. Ce dispositif permet de multiplier les points de mesure en faisant varier l'angle 
d'incidence de 0 à 60°. Contrairement aux deux méthodes présentées précédemment, celle-ci permet aussi l'étalonnage 
du canal 1.4 GHz en configuration de mesure, c'est à dire avec l'antenne connectée à la chaîne instrumentale. Sur ce 
plan d'eau de dimension réduite, les paramètres de surface sont bien connus et l'incertitude principale provient de la 
modélisation des rayonnements atmosphérique et solaire descendants réfléchis par la surface. Pour cela on dispose par 
le biais des radiosondages d'une connaissance partielle de l'atmosphère mais qui ne permet pas de prendre en compte 
la présence éventuelle de nuages dans le champs de vue des antennes. C'est autour du nadir que la mesure 
radiométrique est la plus entachée par le rayonnement solaire. 
Au cours de la campagne HAPEX-SAHEL, chaque vol ayant permis l'acquisition de données au- 
dessus des sites étudiés s'est accompagné d'un survol du fleuve Niger afin d'effectuer un suivi régulier des 
performances de l'instrument et un étalonnage en configuration de mesure contrôlé à chaque vol. Outre les problèmes 
de réflexions atmosphérique et solaire déjà évoqués pour l'étalonnage sur piscine, le tangage de l'avion introduit des 
variations de l'angle de visée de l'instrument. Les conditions dp surface sont également moins bien connues, surtout la 
rugosité. L'importance relative de ces différents paramètres èst fonction d'une part de l'incidence de la mesure et 
d'autre part de la fréquence considérée : en visée verticale ou à faible incidence (< 15°) la réflexion spéculaire solaire 
crée une augmentation de la température de brillance du canal 5H d'en moyenne 5 K sur toute la campagne, avec un 
maximum observé de 15 K. Nous avons d'autre part montré au cours de l'exploitation de ces données (Sand et 
Grosjean, 1993) qu'à cette fréquence l'incertitude sur l'angle de visée, due à l'incertitude sur l'angle de tangage de 
l'avion, permettait d'expliquer respectivement 25 et 60% de l'écart-type des distributions de températures de brillance 
mesurées sur le fleuve aux incidences de 40 et 50°. 
Ces étalonnages sur un plan d'eau permettent donc un étalonnage dans un domaine de températures 
de brillance froides avec le radiomètre dans la même configuration d'exploitation que pour l'acquisition des données à 
étalonner. D'autre part la multiplicité des incidences possibles permet de former deux échantillons de mesures 
statistiquement indépendants, l'un pour ajuster les paramètres de l'algorithme de correction et l'autre pour tester sa 
validité. 
4 - CORRECTION ET TRAITEMENT DES DONNEES 
A partir d'étalonnages répétés, nous pouvons extraire un modèle instrumental de correction des mesures 
radiométriques. Dans le cas de mesures aéroportées une correction géographique est également nécessaire afin de 
localiser le plus précisément possible le point visé. 
4.1. Correction radiométrique 
En combinant différents points de fonctionnement thermique de l'instrument, nous estimons les caractéristiques de 
chaque canal : pertes du radôme et des antennes et sensibilité du niveau de sortie à la température des amplificateurs 
( âG cSd\ J . n . 
ou des détecteurs I , ~Lÿ,~ I, à partir des valeurs radiométriques affichées et des mesures des thermocouples 
relatant la température des composants des canaux. La prise en compte des températures physiques permet de 
compenser les imperfections du contrôle thermique du radiomètre rencontrées lors des campagnes de 91 et 92 et qui 
ont été corrigées en fin 92. 
A 5 GHz pour les campagnes de 91 et 92, l'algorithme de correction des températures de brillance 
prend ainsi en compte les températures physiques de l'antenne, de la charge de référence (principe de Dicke) et de 
l'ampli LNA (variation du gain). La figure II illustre cette incidence des problèmes thermiques sur le signal 
radiométrique en présentant la variation de la tension de sortie du détecteur sur étalonnage cryogénique en fonction de 
la température physique de l'ampli faible bruit. Ce phénomène a été pris en compte dans l'algorithme de correction par 
le biais du gain global de la chaîne instrumentale G qui a été modélisé par G = Gq (1 + ^Tlna)- 
Nous avons choisi une modélisation globale de la fonction de transfert de l'instrument, hormis pour 
les antennes dont les caractéristiques (pertes, efficacité, T.O.S et température physique) sont prises en compte 
isolément à l'entrée de la chaîne. 
L'algorithme de correction reste quasi identique d'une campagne à l'autre, mais on procède a 
l'ajustement des coefficients du modèle et du gain global. Les coefficients sont fixes au cours d'une même campagne, 
tandis que le gain est ajusté quotidiennement grâce aux étalonnages systématiques qui accompagnent les mesures, e 
variations de gain généralement faibles s'expliquent partiellement par les conditions d'utilisation de l'instrument