The atmosphere and its dynamics are hard to model. Predicting how it evolves, at all altitudes, plays an important part in our everyday life for aspects such as meteorology, but it also becomes more and more crucial concerning optical communications with the Earth’s near space, where a lot of artificial satellites have been launched. This region, called the LEO (Low-Earth Orbit), lies right after the end of the thermosphere, at altitudes from 400 to 2000 kilometres.As written above, the atmosphere can strongly degrade the performance of the exchanges notably because of the optical phase perturbation. A solution to this problem is to use adaptive optics (AO), which corrects in real-time the effects of atmospheric turbulence. A lot of different AO systems have been designed since the 1980’s, but new turbulence prediction techniques as well as the steadily improving computers bring new opportunities in AO correction performance.At ONERA, the goal is to validate and demonstrate ground-to-LEO and groundto-GEO links, with a ground station called FEELINGS. This master thesis falls within this objective, as it consists in the characterization of cameras used in FEELINGS, and the study of a control law that will ultimately be implemented and validated on FEELINGS.In this master thesis, tests will be performed on a simulation that emulates an adaptive optics bench at ONERA. I first used a turbulence simulation model that enabled me to assess the phase perturbation predictability. I demonstrated that a substantial performance gain was theoretically achievable. This result was the motivation point to lead the rest of the study, by creating and characterizing the control law. The latter is a Linear Quadratic Gaussian control, whose performance was quantified, so that the simulated theoretical performance is now known.In conclusion, the first steps of the testing on the real adaptive optics bench at ONERA were carried out. It is composed of two different parts: PICOLO, an atmospheric turbulence simulator, and LISA, an adaptive optics bench. The combination of the two can efficiently model different situations and a specific section will be dedicated to detailing their parameters.

Atmosfären och dess dynamik är svår att modellera. Att kunna förutsäga hur den utvecklas på alla höjder spelar en viktig roll i vår vardag när det gäller t.ex. meteorologi, men det blir också allt viktigare när det gäller optisk kommunikation med jordens närområde, där många artificiella satelliter har skjutits upp. Denna region, som kallas LEO (Low-Earth Orbit), ligger precis efter termosfärens slut, på höjder mellan 400 och 2000 kilometer.Som nämnts ovan kan atmosfären kraftigt försämra utbytenas prestanda, framför allt på grund av den optiska fasstörningen. En lösning på detta problem är att använda adaptiv optik (AO), som i realtid korrigerar effekterna av atmosfärisk turbulens. Många olika AO-system har konstruerats sedan 1980-talet, men nya tekniker för turbulensförutsägelser och de ständigt förbättrade datorerna ger nya möjligheter när det gäller AO-korrigeringens prestanda.Vid ONERA är målet att validera och demonstrera mark-till-LEO- och mark-till-GEO-länkar med en markstation som kallas FEELINGS. Detta examensarbete faller inom detta mål, eftersom det består av karakterisering av kameror som används i FEELINGS och studien av en styrlag som i slutändan kommer att implementeras och valideras på FEELINGS.I det här examensarbetet kommer den att testas på en simulering som emulerar en bänk för adaptiv optik vid ONERA. Jag använde först en simuleringsmodell för turbulens som gjorde det möjligt för mig att bedöma förutsägbarheten för fasstörningar. Jag visade att en betydande prestandavinst var teoretiskt möjlig att uppnå. Detta resultat var motivationen för att leda resten av studien genom att skapa och karakterisera styrlagen. Det är en linjär kvadratisk gaussisk styrning; dess prestanda kvantifierades, så att den simulerade teoretiska prestandan nu är känd.De första stegen i testningen på den verkliga bänken för adaptiv optik vid ONERA genomfördes. Den består av två olika delar: PICOLO, en simulator för atmosfärisk turbulens, och LISA, en bänk för adaptiv optik. Kombinationen av de två kan på ett effektivt sätt modellera olika situationer, och ett avsnitt kommer att ägnas åt att beskriva deras parametrar i detalj.