Recherchez sur tout Techno-Science.net
       
Techno-Science.net : Suivez l'actualité des sciences et des technologies, découvrez, commentez
Posté par Adrien le Lundi 02/10/2017 à 00:00
Alain Brillet et Thibault Damour, physiciens, lauréats 2017 d'une double médaille d'or du CNRS
Le CNRS attribue pour 2017 deux médailles d'or: les physiciens Alain Brillet et Thibault Damour sont récompensés pour leurs contributions majeures à la détection des ondes gravitationnelles, annoncée pour la première fois le 11 février 2016 (1). Par ses travaux sur les lasers stabilisés, Alain Brillet, visionnaire dans le développement des détecteurs d'ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter...) gravitationnelles, est l'un des pères de l'instrument européen Virgo. Les travaux théoriques de Thibault Damour, spécialiste des trous noirs et du rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) gravitationnel, ont été déterminants dans l'analyse des données des détecteurs d'ondes gravitationnelles. Cette récompense décernée par le collège de direction du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).), plus haute distinction scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) française, leur sera remise le 14 décembre 2017 au cours d'une cérémonie au Collège de France.

Le 11 février 2016, une équipe internationale annonçait la première détection directe d'ondes gravitationnelles. Ces infimes ondulations de l'espace-temps (La notion d'espace-temps a été introduite au début des années 1900 et reprise notamment par Minkowski en 1908 dans un exposé mathématique sur la...), produites par la « valse » finale de deux trous noirs juste avant leur fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de...), avaient été captées le 14 septembre 2015 par les détecteurs jumeaux LIGO (LIGO (pour Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) est un projet d'interféromètre américain, destiné à détecter les ondes gravitationnelles.) (2), situés aux États-Unis. Et il avait fallu plusieurs mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) d'analyses par les scientifiques de la collaboration LIGO et leurs collègues de la collaboration Virgo (constituée autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis, Kaupifalco,...) du détecteur européen du même nom) pour confirmer l'existence des ondes gravitationnelles, un siècle après leur prédiction par Albert Einstein (Albert Einstein (né le 14 mars 1879 à Ulm, Wurtemberg, et mort le 18 avril 1955 à Princeton, New Jersey) est un physicien qui fut successivement...) dans sa théorie de la relativité générale. Aujourd'hui, en attribuant deux médailles d'or, à Thibault Damour et à Alain Brillet, le CNRS salue l'excellence théorique et instrumentale qui a permis cette détection directe.

Alain Brillet, l'un des pères du détecteur Virgo

Né le 30 mars 1947 à Saint-Germain-en-Laye, Alain Brillet reçoit un diplôme d'ingénieur de l'ESPCI en 1970. Il entre au CNRS la même année comme ingénieur de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) au Laboratoire de l'horloge atomique, à Orsay, où il soutient sa thèse en 1976. De retour en France après un post-doctorat dans l'équipe de John Hall (prix Nobel de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens...) en 2005), à Boulder (Colorado, Etats-Unis), il est nommé directeur de recherche par le CNRS en 1982. Avec l'Italien Adalberto Giazotto, il se consacre dès lors à la conception et à la promotion du détecteur d'ondes gravitationnelles Virgo, aujourd'hui installé à Cascina, près de Pise (Italie). Entre 1989 et 2003, il assure la direction puis la co-direction du consortium autour de ce grand instrument. A partir de 2008, il s'investit dans le design (Le design (la stylique en français) est un domaine visant à la création d'objets, d'environnements ou d'œuvres graphiques, à la fois fonctionnels, esthétiques et conformes aux impératifs...) optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.) et la conception du système laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme...) d'Advanced Virgo, le détecteur de seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature...) génération. Il est actuellement directeur de recherche émérite au CNRS, affecté au laboratoire Artemis (CNRS/Université Nice Sophia Antipolis/Observatoire de la Côte d'Azur). Alain Brillet est Chevalier de la légion d'honneur (2005) et ses travaux ont été récompensés en 2016 par le prix Ampère de l'Académie des sciences et, en tant que membre de la collaboration LIGO-Virgo, par le Special Breakthrough Prize in Fundamental Physics.

Dès le début de sa carrière, Alain Brillet s'intéresse aux lasers stabilisés sur des références atomiques ou moléculaires, un sujet alors complètement nouveau en France, dans le but de réaliser des étalons de fréquence ou de longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est celle de l’objet...) de très haute stabilité. Grâce à une dextérité expérimentale et instrumentale exceptionnelle, il met en place, dès 1970, des techniques basées sur l'optique des faisceaux lasers (le laser étant une invention du début des années 1960). Au cours de son post-doctorat, il monte et mène seul une version améliorée de l'expérience de Michelson-Morley dans le but de tester l'isotropie (L'isotropie caractérise l’invariance des propriétés physiques d’un milieu en fonction de la direction. Le contraire de l’isotropie est l’anisotropie.) de l'espace avec des lasers ultra-stabilisés: les résultats obtenus sont restés inégalés pendant plus de 25 ans et ont valu à Alain Brillet une renommée internationale. Ils sont encore fréquemment cités aujourd'hui par les chercheurs du domaine de la relativité.

Attiré très tôt par l'intérêt de la détection d'ondes gravitationnelles et par l'ampleur du défi scientifique et instrumental, il s'entoure d'autres spécialistes de l'instrumentation (Le mot instrumentation est employé dans plusieurs domaines :) (Catherine-Nary Man) et de théoriciens de la gravitation (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) (Philippe Tourrenc et Jean-Yves Vinet) et son équipe forme notamment David Shoemaker et Peter Fritschell, désormais des responsables de haut niveau de la collaboration LIGO. Dans le cadre de la conception de Virgo, il développe des solutions innovantes dans le domaine des lasers et de l'optique, pendant que son collègue Adalberto Giazotto s'occupe des systèmes de suspension ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension désigne une dispersion de particule. En géomorphologie, la suspension est un mode de transport des sédiments. ...) permettant de découpler les miroirs des vibrations terrestres. Le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...), appuyé par une trentaine de théoriciens et expérimentateurs français et italiens, est présenté en 1989 au CNRS et à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) national de physique nucléaire italien (INFN). Celui-ci approuvé, Alain Brillet coordonne les onze équipes françaises et italiennes impliquées, ainsi que les réflexions permanentes entre théoriciens, analyseurs de signaux et expérimentateurs, aussi bien chercheurs qu'ingénieurs.

La qualité de ses travaux compte pour beaucoup dans les liens étroits entre les équipes de LIGO et Virgo (échange de solutions techniques, analyse en commun des données obtenues). Cavités de filtrage spatial, ajout de quelques atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre. Il...) sur la dernière des couches minces des miroirs pour y compenser les défauts de planéité (en collaboration avec Jean-Marie Mackowski), transfert de stabilité d'un laser à l'autre (injection de lasers) …: ses idées ont été reprises dans les interféromètres LIGO et Virgo, ainsi que pour le projet de détecteur d'ondes gravitationnelles de l'université de Tokyo, KAGRA. Depuis l'origine il est co-auteur de toutes les publications de la collaboration LIGO-Virgo.

Thibault Damour, théoricien de renommée mondiale

Thibault Damour, né le 7 février 1951 à Lyon, entre à l'École normale supérieure en 1970. Agrégé de sciences physiques en 1974, il soutient la même année une thèse de doctorat (Le doctorat (du latin doctorem, de doctum, supin de docere, enseigner) est généralement le grade universitaire le plus élevé. Le titulaire de ce grade est le docteur. Selon les pays et les époques, le doctorat...) en physique théorique. Après deux ans à l'université de Princeton et un service national réalisé au Centre d'études théoriques de la détection et des communications, il entre au CNRS en 1977, au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et en particulier celle des...) du Département d'astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des propriétés des objets de l'univers...) relativiste et de cosmologie (La cosmologie est la branche de l'astrophysique qui étudie l'Univers en tant que système physique.). Depuis 1989, il est professeur permanent à l'Institut des hautes études scientifiques, à Bures-sur-Yvette. Mondialement connu pour ses travaux novateurs sur les trous noirs, les pulsars, les ondes gravitationnelles et la cosmologie quantique (La cosmologie quantique est la branche, aujourd'hui quelque peu spéculative (2006), de la cosmologie qui vise à décrire les premiers instants de l'univers en le considérant comme un objet quantique, c'est-à-dire...), il excelle aussi dans l'art de vulgariser la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au sens large. L'ensemble de connaissances,...), à travers des conférences et des livres, dont une bande dessinée sur la physique quantique. Membre de l'Académie des sciences et de l'Académie américaine des arts et des sciences, récompensé notamment par la médaille de bronze (Le bronze est le nom générique des alliages de cuivre et d'étain. Le terme airain désigne aussi le bronze, mais est plutôt employé en poésie et dans les textes littéraires, ainsi qu'en...) du CNRS (1980) et la médaille Einstein (1996), Chevalier de la Légion d'honneur (2010), il est aussi l'un des 7 scientifiques extérieurs à l'équipe LIGO-Virgo lauréats du Special Breakthrough Prize in Fundamental Physics de 2016.

Les travaux de Thibault Damour s'articulent autour de la théorie de la relativité générale d'Einstein, de la cosmologie, et des nouveaux concepts de gravitation nés de l'unification (Le concept d'unification est une notion centrale de la logique des prédicats ainsi que d'autres systèmes de logique et est sans doute ce qui distingue le plus Prolog des autres langages de...), par la théorie des cordes, de la relativité générale et de la théorie quantique. Dans le domaine de la physique des trous noirs, Thibault Damour a par exemple introduit de nouveaux concepts liés à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement...) de ces objets. En théorie des cordes, il a notamment étudié la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) chaotique au voisinage (La notion de voisinage correspond à une approche axiomatique équivalente à celle de la topologie. La topologie traite plus naturellement les notions globales comme la continuité qui s'entend ici comme la...) d'un big bang (Le Big Bang est l’époque dense et chaude qu’a connu l’univers il y a environ 13,7 milliards d’années, ainsi que...) ou d'un « big crunch (En cosmologie, le Big Crunch est une des fins possibles à notre Univers. Analogiquement au principe du Big bang, certains scientifiques lancent la...) » (3), ou les bouffées d'ondes gravitationnelles émises par des supercordes cosmiques.

Thibault Damour a contribué à la fois à la détection indirecte d'ondes gravitationnelles, dans les années 1980, et plus récemment à leur détection directe. La première preuve de l'existence d'ondes gravitationnelles a été apportée grâce à l'étude de PSR 1913+16, un système binaire composé d'un pulsar (Un pulsar, dont le nom provient de l'abréviation de pulsating radio source (source radio pulsante), est le nom donné à une étoile à neutrons tournant...) en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) autour d'un compagnon étoile à neutrons, découvert en 1974 par Russell Hulse et Joseph Taylor (lauréats du prix Nobel de physique (Le prix Nobel de physique est une récompense gérée par la Fondation Nobel, selon les dernières volontés du testament du chimiste Alfred...) en 1993). Des travaux effectués par Thibault Damour et Nathalie Deruelle ont montré qu'en relativité générale, la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale »...) gravitationnelle agissant sur le pulsar se propageait, par ondes, à la vitesse (On distingue :) de la lumière depuis son compagnon, et que cette propagation causait une diminution lente (La Lente est une rivière de la Toscane.) de la période orbitale (4). Les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés....) de PSR B1913+16 pendant trois décennies se sont révélées en très bon accord avec cette conséquence directe de la propagation par ondes de la gravitation.

Thibault Damour a aussi joué un rôle clé dans la détection directe d'ondes gravitationnelles. En effet, la connaissance du signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont...) théorique émis par les sources d'ondes gravitationnelles est cruciale pour espérer le déceler dans les données brutes d'instruments comme LIGO et Virgo. D'un côté, avec Luc Blanchet, Thibault Damour a décrit le mouvement de deux trous noirs qui se rapprochent. D'un autre côté, avec Alessandra Buonanno, il a développé une nouvelle approche théorique pour décrire la « fusion » finale des deux trous noirs et l'émission d'ondes gravitationnelles qui l'accompagne. Ces travaux ont été utilisés dans le processus d'analyse des données des détecteurs LIGO et maintenant Virgo.


[i]Portraits d'Alain Brillet (crédit: Maurizio Perciballi) et de Thibault Damour (crédit: Vergne/IHES)
© Maurizio Perciballi / Vergne/IHES

Les dernier.e.s lauréat.e.s de la médaille d'or du CNRS:
• Claire Voisin, mathématicienne, en 2016 ;
• Eric Karsenti, biologiste (Sur les autres projets Wikimédia :), en 2015 ;
• Gérard Berry, informaticien (On nommait dans les années 1960-1980 informaticien ou informaticienne une personne exerçant un métier dans l'informatique. La variété et le peu de rapport des métiers en question a fait tomber le terme en...), en 2014 ;
• Margaret Buckingham, biologiste du développement, en 2013 ;
• Philippe Descola, anthropologue, en 2012 ;
• Jules Hoffmann, biologiste, en 2011 ;
• Gérard Férey, chimiste (Un chimiste est un scientifique qui étudie la chimie, c'est-à-dire la science de la matière à l'échelle moléculaire ou atomique...), en 2010 ;
• Serge Haroche, physicien (Un physicien est un scientifique qui étudie le champ de la physique, c'est-à-dire la science analysant les constituants fondamentaux de l'univers et les forces qui les...), en 2009 ;
• Jean Weissenbach, généticien, en 2008 ;
• Jean Tirole, économiste, en 2007.

Notes:

(1) Voir le communiqué de presse: Les ondes gravitationnelles détectées 100 ans après la prédiction d'Einstein (11 février 2016).
(2) Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory
(3) L'expression big crunch désigne l'effondrement de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) suite à une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) de contraction (une sorte de big bang à l'envers).
(4) La période orbitale désigne la durée mise par un astre pour accomplir un tour complet autour d'un autre astre.


Commentez et débattez de cette actualité sur notre forum Techno-Science.net. Vous pouvez également partager cette actualité sur Facebook, Twitter et les autres réseaux sociaux.
Icone partage sur Facebook Icone partage sur Twitter Partager sur Messenger Icone partage sur Delicious Icone partage sur Myspace Flux RSS
Source: CNRS