Les radars météorologiques sont des radars Doppler, mais ils ne sont pas les seuls à reposer sur ce principe physique découvert en 1842 par le physicien autrichien Christian Doppler. © pedrosala, Fotolia

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Radar Doppler

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Le radar Doppler est un radar dont le fonctionnement repose sur l'effet Doppler.

Radar Doppler : principe et fonctionnement

Son principe de fonctionnement est le suivant. Le radar émet des impulsions qui se réfléchissent sur un obstacle avant de revenir au radar. La mesure de la durée du trajet des ondes (qui se propagent à la vitesse de la lumière, soit 300.000 km/s) donne, après un calcul simple, la distance à laquelle se situe l'obstacle. Surtout, du fait de l'effet Doppler, le faisceau d'ondes aura, à son retour, une fréquence différente de la fréquence d'émission. Cette fréquence trahit la vitesse de l'obstacle en question.

Il existe différents types de radars Doppler :

  • le radar à ondes entretenues ;
  • le radar à modulation de fréquence ;
  • le radar pulsé cohérent.

Les premiers radars Doppler étaient des radars à ondes entretenues. Ils ne permettent de déterminer que la vitesse d'un objet. Les radars à modulation de fréquence permettent, en plus, de déterminer la distance de l'objet. Les radars Doppler pulsés réalisent des mesures sur des cibles à longues distances et à grandes vitesses.

Le radar routier est un radar Doppler qui sert à mesurer la vitesse des véhicules en circulation. © sdecoret, Fotolia

Radar routier et radar météorologique : deux exemples de radar Doppler

Le radar routier et le radar météorologique sont deux applications du radar à effet Doppler :

  • Le radar routier émet une onde (généralement centimétrique) qui est réfléchie par les obstacles situés dans la direction pointée. La différence entre la fréquence de l'onde émise et la fréquence de l'onde reçue permet de remonter à la vitesse de l'obstacle visé.

  • Le radar météorologique à effet Doppler sert à évaluer l'intensité des perturbations et la distance à laquelle celles-ci se trouvent. Il est également capable de mesurer la vitesse et l'orientation du mouvement de ces perturbations. Des ondes radio sont émises dans l'atmosphère et réfléchies par les particules qui composent les perturbations. Une analyse de la longueur d'onde des ondes reçues permet de déterminer si les perturbations s'éloignent ou s'approchent.

Kezako : quand l’effet Doppler permet de mesurer la vitesse des objets  L’effet Doppler est à l’œuvre dans de nombreuses technologies, comme par exemple le radar de vitesse, d’une redoutable efficacité. Unisciel et l’Université de Lille 1 nous expliquent leur fonctionnement au cours de cet épisode de Kezako.