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Visite de l’observatoire radioastronomique de Nançay

Par Sophie Becherel le lun 6/11/17 - 18:28

Le vendredi 20 octobre, 10 journalistes de l’AJSPI ont participé à la visite de la station de Nançay (vidéo ici) créé en 1953 et qui travaille sous double tutelle : le CNRS et l’observatoire de Paris. Nous avons passé une journée hors du monde extérieur, dans une bulle sans ondes, téléphones portables et wifi étant proscrits pour ne pas interférer avec le travail d’observation !

Nous avons été accueillis par le directeur du site, seul scientifique présent en permanence sur place, Stéphane Corbel. Sont venus de Paris, Philippe Zarka, directeur adjoint, chercheur au LESIA, et d’Orléans : Michel Tagger, directeur du LPCEE, représentant français du programme SKA (cf. plus loin) et Ismaël Cognard. À Nançay le personnel est composé d’ingénieurs de recherche, de techniciens en mécanique, plomberie, maintenance, espaces verts, etc.. 43 personnes au total.

Après avoir rappelé ce que l’on doit à la radioastronomie, une technique d’observation du ciel via les ondes radioélectriques de basse fréquence, Stéphane Corbel a souligné que cette discipline avait été récompensée par 4 prix Nobel, dont le fond diffus cosmologique et la détection du premier pulsar.

Les antennes sont généralement de grandes tailles afin de collecter un maximum de signaux et sont souvent utilisées avec le mode interférométrique (on combine différentes antennes plus petites).

Les objets étudiés sont le soleil, les pulsars, les émissions magnétiques des planètes ou le rayonnement hautement énergétique. La météo spatiale est aussi un sujet.
Historiquement, la communauté s’est divisée en 2 groupes : les chercheurs qui sont allés vers l’utilisation des ondes millimétriques et qui forment aujourd’hui une communauté très soudée. Elle travaille notamment avec ALMA au Chili et les chercheurs qui ont continué d’étudier les basses fréquences. Ils sont moins mis en lumière.

Le projet mondial phare du moment est SKA (pour Square Kilometre Array), désormais dirigé par Catherine Cezarski. Il s’agit par le truchement de plusieurs sites dans le monde d’obtenir un grand télescope qui fournira une carte du ciel 10 fois plus précise et 100 fois plus rapidement. La quantité de données recueillies sera équivalente à 5 fois l’internet actuel. Avec SKA, il sera possible d’observer des sources très éloignées de nous.

Ismael Cognard a détaillé certains objets célestes étudiés par les ondes radio. La fusion de 2 étoiles à neutrons par exemple, les pulsars, les ondes gravitationnelles.

Ce sont des trous noirs hyper massifs (des milliards de fois la masse du soleil) qui sont concernés, pas les mêmes que ceux traqués par Virgo/Ligo. Ce sont aussi des pulsars à rotation ultra stables, aussi stables que les meilleures horloges terrestres. 60 % des données européennes sur les pulsars sont issues de Nançay qui peut notamment les détecter au milliardième de seconde près. On connaît à ce jour 2500 pulsars. Également détectés, les Fast Ray Burst, découverts en 2007 par hasard. C’est comme un rayonnement gamma, mais que l’on détecte en radio. Très brillants et très énergétiques, venant de loin, ils se signalent par  un « pulse ». Les astronomes ne savent pas de quoi il s’agit. Quelques dizaines ont été détectés à ce jour.

 

Il est revenu sur SKA afin de détailler la position française dans ce projet international. Un livre blanc issu des avis de 250 scientifiques a été publié et présenté mi-octobre. Les industriels sont impliqués.

10 pays participent à SKA. Des discussions sont en cours avec la France et l’Allemagne qui souhaitent intégrer le projet, mais le « ticket d’entrée » étant à 50 millions d’euros, l’affaire prend du temps.

L’idée des chercheurs est de faire de la participation française à SKA un TGIR, très grande installation de recherche. Le dossier a été soumis aux autorités. La décision prise fin 2017 dira si la France rejoint le consortium en 2020. Il faut décider de mettre 250 000 euros par an pendant 4 ans pour entrer au conseil d’administration de SKA et avoir une voix.

La participation pour la construction elle-même a été chiffrée à 50 millions d’euros.

Les industriels comme ArianeGroup et Thales alenia space ont montré leur intérêt. Compétences gardées et emplois sont à la clé.

Nançay conserve une grande compétence en électronique, car les antennes n’ont rien de spécial (des gamelles grillagées de métal), mais ne peuvent fonctionner sans une électronique de pointe que les ingénieurs de Nançay améliorent constamment.

À ce jour, 3 sites ont été identifiés pour SKA : l’Afrique du Sud, l’Australie et la GB pour le siège.

600 ingénieurs et scientifiques sont impliqués.

La Phase 1 de construction est estimée à 674 millions d’euros + 90 millions de fonctionnement/ an.

Le projet : 2000 antennes paraboliques sur 3500 km en Afrique du Sud. Phase 1 : 2019-2024

Déjà 32 ont été installées dans le cadre de Merkat.

Il y aura des antennes de 50 à 350 MHtz, 200 de 350 Mhtz à 24 GigaHtz.

Les données recueillies ne seront accessibles qu’aux membres de SKA. Il n’y aura pas une sélection de projets d’observation comme ailleurs dans les observatoires. Actuellement, on est en phase de soumission des projets. La compétence française aurait été identifiée notamment sur le plan maîtrise technologique par Air Liquide pour l’alimentation en site isolé (on ne va pas raccorder les antennes au réseau alors qu’elles seront en plein désert !).

Michel Tagger a ensuite détaillé LOFAR, un instrument qui étudie tous les champs de l’astronomie et l’astrophysique. C’est un interféromètre qui, à travers toute l’Europe, combine les signaux de 50 stations. Il y en a 38 aux Pays-Bas et 1 seul en France. La France est entrée dans LOFAR en 2010 avec une antenne à Nançay grâce au leadership de Ismaël Cognard, local de l’étape comme il a été qualifié, car venant du labo d’Orléans.

Philippe Zarka a ensuite expliqué ce qu’était NenuFar New Extension in Nançay Upgrading LOFAR, un interféromètre qui observe dans les grandes longueurs d’onde. Il regroupe une équipe de 15 personnes et une communauté de 60 chercheurs, dont 25 étrangers. C’est un Pathfinder pour SKA selon Philippe Zarka. Il permettra d’étudier le ciel dans ses âges sombres, formation des galaxies, exoplanètes... Il se présente sous la forme d’un grand nombre d’antennes en forme de parapluies (cf photos) regroupées par 19 et posées directement sur le sol puis connectées électriquement. À terme, les signaux de plus de 1800 antennes seront combinés pour recueillir une information.

Visite de l’observatoire radioastronomique de Nançay

Vendredi 20 Octobre 2017 (Jour entier)
Station de Radioastronomie de Nançay
Route de Souesme
18330 Nançay