Un télescope solaire européen avec des instruments à la pointe de la technologie
Publié par Redbran le 22/10/2018 à 12:00
Source: © Union européenne, [2018] / CORDIS
Afin de nous aider à mieux comprendre les phénomènes solaires, le télescope solaire européen (EST) s'appuie sur des mesures de haute précision. Le projet GREST a développé des instruments d'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait jadis soit à la main, soit par...) et de spectroscopie pour permettre de faire passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) au niveau supérieur.

Le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et...) est une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus...) qui constitue un modèle essentiel pour comprendre le reste de l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.). Le télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant d'augmenter la...) solaire européen (EST) a pour mission principale d'observer le Soleil de près – la seule étoile pouvant être étudiée à haute résolution. Mais cette observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et...) attentive des processus solaires repose sur une instrumentation (Le mot instrumentation est employé dans plusieurs domaines :) capable de fournir des résultats à la plus petite échelle et dans les moindres détails possibles.

L'équipe GREST, financée par l'UE, s'est efforcée d'obtenir une résolution spatiale élevée au moyen de modèles, de tests et de prototypes d'instruments cruciaux destinés aux futures infrastructures au sol pour la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la connaissance de la...) solaire, et en particulier au télescope solaire européen (EST). Outre le fait d'offrir croissance et diversité aux marchés existants, les innovations combinées de GREST augmenteront également la demande en main-d'œuvre qualifiée dans le secteur des technologies de pointe.

Affiner les réglages de l'instrumentation

En présentant l'aspect multidisciplinaire de GREST, M. Manuel Collados, coordinateur du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité...), explique: "Les discussions les plus passionnantes ont porté sur la manière de faire progresser les techniques actuelles pour répondre aux spécifications de l'EST. Des scientifiques et des ingénieurs du monde (Le mot monde peut désigner :) universitaire et de l'industrie ont par exemple discuté de la façon de développer des détecteurs plus grands, plus rapides et plus efficaces, surpassant ainsi les solutions actuelles."

Les travaux issus de ces discussions ont débouché sur un certain nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'innovations cruciales, notamment des étalons de mesure de précision nanométrique ainsi que deux options IFU (unité intégrale (Une intégrale est le résultat de l'opération mathématique, effectuée sur une fonction, appelé intégration. Une intégrale est donc composée...) de champ) – l'une basée sur des découpeurs d'image et l'autre sur l'utilisation de microlentilles – pour des observations à haute résolution spatiale. Un logiciel (En informatique, un logiciel est un ensemble d'informations relatives à des traitements effectués automatiquement par un appareil informatique. Y...) de simulation a également été développé pour modéliser le comportement de miroirs déformables (DM) inclinés pour l'optique adaptative (L'optique adaptative est une technique qui permet de corriger en temps réel les déformations évolutives et non-prédictives d'un front d'onde grâce à un miroir déformable.) multi-conjuguée (MCAO), ce qui était indispensable pour garantir que l'EST atteigne la haute résolution spatiale requise.

Les observations solaires nécessitant une évolution significative au niveau des capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une intensité, la déviation d'une...), l'équipe s'est penchée avec succès sur la faisabilité d'une nouvelle technologie de mise en cache des charges (basée sur la technologie des transistors à effet de champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) à canal P appauvri – DEPFET), permettant de concevoir, de construire et de tester un prototype. Cette technique est susceptible de jeter les bases d'une caméra (Le terme caméra est issu du latin : chambre, pour chambre photographique. Il désigne un appareil de prise de vues animées, pour le cinéma, la télévision ou la vidéo.) 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...) de nouvelle génération pour la spectro-polarimétrie de haute précision. Sur la base des résultats obtenus, un concept de caméra polarimétrique, prête à l'emploi pour des applications scientifiques, et une feuille (La feuille est l'organe spécialisé dans la photosynthèse chez les végétaux supérieurs. Elle est insérée sur les tiges des plantes au niveau des...) de route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie brisée », c'est-à-dire creusée dans la roche, pour ouvrir le chemin.) concernant sa mise en œuvre ont été définis.

De plus, un prototype de caméra grand format (4k x 4k) à lecture rapide, faible bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son. C'est-à-dire vibration de l'air pouvant donner lieu à la création d'une...) et rétroéclairage (Le rétroéclairage est une technique d'éclairage par l'arrière permettant aux écrans, notamment ceux à cristaux liquides (écrans LCD), grâce à une source de...), basé sur la technologie scientifique Complementary metal oxide semiconductor (sCMOS), a été réalisé, offrant une possibilité de stockage in situ allant jusqu'à quatre images indépendantes.

L'évaluation a montré que le prototype de la caméra répondait aux spécifications EST, une telle adéquation n'étant actuellement disponible sur aucun autre appareil, commercial (Un commercial (une commerciale) est une personne dont le métier est lié à la vente.) ou pas.

L'arrivée des télescopes et des instruments de nouvelle génération, et en particulier des détecteurs modernes grand format, s'accompagne de la nécessité de disposer de grands modulateurs de polarisation ( la polarisation des ondes électromagnétiques ; la polarisation dûe aux moments dipolaires dans les matériaux diélectriques ; En électronique, la polarisation est le fait...). Au sein du projet GREST, un certain nombre de retardateurs variables à cristaux liquides (Un cristal liquide est un état de la matière qui combine des propriétés d'un liquide conventionnel et celles d'un solide cristallisé. On exprime son état par le terme de mésophase.) grand format ont été fabriqués et testés avec succès par le biais de différentes approches, notamment avec des cellules nématiques alignées dans des configurations anti-parallèle, parallèle ainsi qu'avec des cellules ferroélectriques.

Comprendre l'impact de l'activité solaire sur Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse...)

L'activité magnétique solaire provoque des changements sur Terre, susceptibles d'affecter des millions de personnes, à court et à long terme. Être capable de mieux comprendre le lien entre le flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus...) d'énergie solaire (L'énergie solaire est l'énergie que dispense le soleil par son rayonnement, directement ou de manière diffuse à travers l'atmosphère. Sur Terre, l'énergie...) et le climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la météorologie qui...) terrestre, afin de prévoir les perturbations spatiales induites par le Soleil, pourrait permettre d'en atténuer plus efficacement les effets.

En examinant les mécanismes physiques à l'œuvre dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) solaire avec une précision sans précédent, l'EST permettra de s'attaquer à des problèmes qui nous intriguent depuis longtemps, comme: la structure et l'évolution des champs magnétiques solaires, y compris des taches solaires; l'émergence de champs magnétiques à travers la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...) solaire; la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) et le chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un matériau.) de la chromosphère (La chromosphère est la couche de gaz de couleur rose, transparente pour la lumière visible, qui entoure la photosphère.); le mécanisme de déclenchement des éruptions solaire et le couplage magnétique dans l'atmosphère solaire.

Comme le précise M. Collados, "les progrès réalisés par GREST constituent un pas en avant important pour que les promesses de l'EST se concrétisent. Cela a non seulement fourni (Les Foúrnoi Korséon (Grec: Φούρνοι Κορσέων) appelés plus communément Fourni, sont un archipel de petites îles grecques situées...) une excellente occasion de développer de nouvelles applications à partir de technologies de pointe, mais aussi renforcé la coopération entre le monde universitaire et l'industrie, ce qui s'est déjà traduit par la mise au point (Graphie) de nouveaux dispositifs."

En plus de s'avérer utiles pour les observations solaires, les technologies des détecteurs grand format devraient également profiter à bien d'autres applications se basant sur des observations astronomiques à haute résolution, comme la détection d'objets à proximité de la Terre ainsi que les études de pulsars, et devraient ouvrir de nouveaux marchés en microscopie (La microscopie est l'observation d'un échantillon (placé dans une préparation microscopique plane de faible épaisseur) à travers le microscope. La microscopie permet de rendre visible des éléments invisibles à...) électronique à transmission (TEM), en cristallographie des protéines et en tomographie à rayons X.

Pour finaliser ses travaux, l'équipe poursuit ses activités 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 métonymique, la recherche scientifique désigne...), de fabrication, de test, de mise au point et de validation des différentes technologies, en laboratoire et in situ.

Voir aussi:
- http://www.est-east.eu/est/index.php (PHP (sigle de PHP: Hypertext Preprocessor), est un langage de scripts libre principalement utilisé pour produire des pages Web dynamiques via un serveur HTTP, mais pouvant également fonctionner...)
- https://www.techno-science.net/actualite/nouveaux-instruments-telescope-solaire-europeen-N16622.html
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