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This document is a review of my research work in optical metrology to probe high enthalpy hypersonic flows encountered during atmospheric reentry. I first relate the critical issues of atmospheric reentry which must be well understood and mastered for safe return of human flight from space or successful planetary probing and sample return. I then describe different measurement techniques to characterize gas flows around reentry vehicles in test in ground facilities or in flight. Particularly, linear optical methods like Electron Beam Fluorescence (EBF), laser induced fluorescence, laser absorption spectroscopy (TDLAS), emission spectroscopy and Rayleigh Lidar.; Ce document synthétise mes actions de recherches dans la métrologie optique pour l'hypersonique à haute enthalpie rencontré lors d'une rentrée atmosphérique. Je présente en début de ce document la problématique de la rentrée atmosphérique dont la maîtrise est primordiale pour le retour sur Terre d'un vol habité ou d'une sonde de retour d'échantillons. Je décris ensuite les moyens de mesures servant à caractériser le gaz en écoulement autour d'un véhicule de rentrée en test dans une soufflerie ou en vol de démonstration. En particulier les moyens d'optique linéaire que sont la fluorescence induite par faisceau d'électrons (FFE) ou par laser, la spectroscopie d'absorption ou d'émission et le LIDAR à diffusion Rayleigh.

This document is a review of my research work in optical metrology to probe high enthalpy hypersonic flows encountered during atmospheric reentry. I first relate the critical issues of atmospheric reentry which must be well understood and mastered for safe return of human flight from space or successful planetary probing and sample return. I then describe different measurement techniques to characterize gas flows around reentry vehicles in test in ground facilities or in flight. Particularly, linear optical methods like Electron Beam Fluorescence (EBF), laser induced fluorescence, laser absorption spectroscopy (TDLAS), emission spectroscopy and Rayleigh Lidar., Ce document synthétise mes actions de recherches dans la métrologie optique pour l'hypersonique à haute enthalpie rencontré lors d'une rentrée atmosphérique. Je présente en début de ce document la problématique de la rentrée atmosphérique dont la maîtrise est primordiale pour le retour sur Terre d'un vol habité ou d'une sonde de retour d'échantillons. Je décris ensuite les moyens de mesures servant à caractériser le gaz en écoulement autour d'un véhicule de rentrée en test dans une soufflerie ou en vol de démonstration. En particulier les moyens d'optique linéaire que sont la fluorescence induite par faisceau d'électrons (FFE) ou par laser, la spectroscopie d'absorption ou d'émission et le LIDAR à diffusion Rayleigh.