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séparant deux plans foliaires consécutifs. Le même raisonnement doit être appliqué à la fonction de diffusion, 
mais les coefficients de pondération associés à chaque plan foliaire sont, à priori, différents de ceux de la 
fluorescence. En effet, la fluorescence est une émission lambertienne, alors que la diffusion présente une 
importante composante de réflexion spéculaire. La fraction d'énergie renvoyée dans le détecteur varie donc 
différemment en fonction de l'angle d'inclinaison des feuilles, suivant que l’on enregistre la fluorescence ou la 
diffusion. Pour tenir compte de cette hétérogénéité du feuillage, nous avons développé une méthode de 
déconvolution spécifique. Cette méthode nous permet d'estimer la durée de vie moyenne de fluorescence d'un 
couvert, même quand la structure complexe de celui-ci ne permet pas à une impulsion laser d'isoler une feuille 
unique. 
3 - DESCRIPTION DE L’INSTRUMENT 
set of filter: 
Wide band red filter 
Figure 1 : Principe de fonctionnement du LIDAR picoseconde du LURE pour la mesure de la durée de vie de 
fluorescence des couverts végétaux. 
La figure 1 montre le principe de fonctionnement du prototype LIDAR (LIght Détection And Ranging) construit 
au Laboratoire d'Utilisation du Rayonnement Electromagnétique. Une impulsion millijoule, produite par un laser 
YAG mode-locked, triplé en fréquence à la longueur d'onde de 355 nm (Quanta Systems, Milano, Italie), est 
envoyé sur le couvert végétal. La durée de cette impulsion est inférieure à 100 ps. Un télescope, constitué d'une 
lentille divergente et d'une lentille convergente, permet de régler la divergence du faisceau d’excitation, donc le 
diamètre de la surface du couvert soumise à l’excitation. Ceci permet d'abaisser l'intensité surfacique d'excitation 
en dessous du seuil où des phénomènes de photo-annihilation apparaissent dans les unités photosynthétiques 
(Campillo et al. 1976). Ces phénomènes sont provoqués par la rencontre, au sein d'une même unité 
photosynthétique, de deux états excités singulet de la chlorophylle et entraînent une diminution sensible du 
rendement quantique de fluorescence et de sa durée de vie quand l'intensité d'excitation dépasse ÎO^-IO^ 
photons/cm^ pour une impulsion. Dans les conditions d'utilisation de notre prototype LIDAR, à une distance 
d'opération de 15 m, le diamètre de la cible est d'environ 6 cm. Ainsi une impulsion d'un millijoule nous donne 
une intensité surfacique de l'ordre de 6 10^ photons/cm^ et nous place à la limite du seuil de photo 
annihilation. 
La fluorescence émise par le couvert à la suite de l'excitation laser, ainsi que la diffusion élastique 
sont collectées par une lentille de Fresnel. Ce type de lentille offre plusieurs avantages: un faible prix de revient 
associé à un grand diamètre (0.4 m) et une ouverture numérique égale à un. L'image formée est reprise par un 
système optique de grandissement un. Le faible rapport de grandissement total permet de focaliser la majeure 
partie de l'énergie collectée sur une petite partie de la cathode du photomultiplicateur, et d'obtenir ainsi un temps 
de réponse rapide avec un photomultiplicateur à dynodes conventionnelles et à champ magnétique croisé 
(Sylvania modèle 502). L'axe du faisceau laser et celui du système optique de mesure sont confondus. De cette 
façon, la partie du couvert excitée par le laser et celle vue par le photomultiplicateur restent constamment en