Impacts des changements climatiques sur les modèles de conception des liaisons hertziennes

Bettouche, Yamina (2026). Impacts des changements climatiques sur les modèles de conception des liaisons hertziennes. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Les valeurs de la plupart des indices utilisés dans la conception des liaisons hertziennes dépendent de la variation des paramètres météorologiques dans la troposphère. Le but du présent travail est d’analyser les variations de ces indices au Québec. Pour cela il est nécessaire d’étudier en particulier les variations à court-terme et à long-terme du coïndice de réfraction (N), du gradient vertical du coïndice de réfraction (dN1) et du facteur géoclimatique (K). Les méthodologies utilisées dans ce travail comprennent : 1) La méthode proposée par l’Union internationale de la télécommunication pour l’estimation de N, dN1, etc. 2) L’analyse de cluster a été utilisée pour obtenir 5 zones avec différentes valeurs de N. 3) Le lissage direct, une technique de prévision, pour estimer les valeurs futures de N.En se basant sur des données expérimentales de quelques liaisons hertziennes, nous avons constaté qu’il existe une variation saisonnière de K. Cette variation est principalement due à la variation de l’humidité. La valeur de K varie également d’une année à l’autre, indiquant la nécessité de mettre à jour les recommandations de l’UIT qui ne prennent pas actuellement en compte le changement climatique pour estimer la valeur de K.On a appliqué l’analyse de cluster aux données collectées dans 50 stations pour obtenir 5 zones. Les données collectées pendant une année au nord ont été utilisées pour estimer N, dN1 et K. Les valeurs les plus négatives de dN1 sont observées pendant l’été. Ceci est principalement dû aux variations importantes de la température et de l’humidité au cours de cette saison.L’étude de la variation à long-terme de N et dN1 avec les données collectées pendant une période de 35 ans a été réalisée. On observe une augmentation progressive des variations moyennes de N et dN1 pendant la période d’étude, surtout en été. Une telle tendance peut augmenter l’apparition de la super-réfraction.Les données collectées pendant une période de 39 ans dans deux stations dont l’une est située dans le nord du Québec et l’autre dans le sud sont utilisées pour estimer les valeurs de N. Les valeurs de la composante sèche de N sont plus élevées dans le nord, alors que les valeurs de sa composante humide sont plus élevées dans le sud. La pente la plus élevée pour la variation de N est observée dans la partie nord. Nous avons appliqué la technique de prévision par lissage direct sur les données collectées dans le nord pour estimer les valeurs futures de N. La performance de cette technique a été analysée.

Titre traduit

Impacts of climate change on microwave link design models

Résumé traduit

The values of most indices used in the design of radio links depend on the variation of the meteorological parameters in the troposphere. The aim of the present work is to analyze the variations of these indices in Quebec. For this, it is necessary to study, the short-term and long-term variations of the refractivity, N and its vertical gradient, dN1, as well as of the geoclimatic factor, K. The methodologies used in this work include : 1) The method proposed by the international Telecommunication Union (ITU) for estimating the values of the indices. 2) The clustering analysis for obtaining 5 areas from North to South with different values of N, and 3) The direct smoothing forecasting technique for forecasting the values of N.Based on the experimental data of several terrestrial links, we found that there is a seasonal variation of K which is mainly due to the variation of the humidity. The value of K also varies from year to year, indicating the need to update ITU recommendations that currently do not consider climate change for estimating the value of K.The clustering analysis has been applied on the meteorological data collected from 50 stations to obtain 5 areas with different variations of N from North to South. The best input data for the identification is the water vapour pressure. The results show that the value of N increase from North to South. Data collected during one year in the North has been used to estimate N, dN1 et K. It is observed that the more negative values of dN1 lie in the summer season. This is mainly due to the important variations of the temperature and humidity during this season.The study of long-term variation of N and dN1 is performed using data collected for a period of 35 years. The variations of N and dN1 show a progressive increase over the period of study, especially in summer. Such a trend may increase the occurrence of super-refraction. Data collected during 39 years at one station located in the North of the Quebec and another located in the South is used to estimate the values of N. The values of the dry component of N are higher in the North, whereas that the values of the wet component are higher in the South. The highest slope for the variation of N in observed in the northern part. We apply direct smoothing forecasting technique on the data collected in the North to estimate future values of N. The performance of this technique is analysed.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Thèse présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie". Comprend des références bibliographiques (pages 95-100).
Mots-clés libres:	coïndice de réfraction, court-terme, facteur géoclimatique, gradient, long-terme
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Kouki, Ammar B.
Codirecteur:	Codirecteur Agba, Basile L.
Programme:	Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt:	13 mars 2026 13:46
Dernière modification:	13 mars 2026 13:46
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3841

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