Sélectionner la bonne lumière

À l’institut Fresnel, spécialisé en recherche optique, une équipe de chercheurs développe des filtres dotés d’une précision redoutable. Les couches minces optiques permettent de choisir quelle longueur d’onde sera observée. Elles sont vérifiées grâce à un microscope unique au monde.

De quoi sont faits les filtres anti-reflets de vos lunettes ? À l’Institut Fresnel, un laboratoire de recherche en optique de Marseille, l’équipe de recherche RCMO (pour Recherche en matériaux, composants et technologies de Couches Minces Optiques) travaille au développement de filtres capables de manipuler la lumière à la surface du verre. « Nous travaillons surtout sur des filtres utilisés en astrophysique, » explique Laetitia Abel-Tiberini, maître de conférence et membre de l’équipe RCMO, « mais l’idée de base est la même que pour les couches anti-reflets habituelles ».

Pour faire un bon filtre, dénommé « couche mince optique », prenez un peu de silice et un zeste de pentoxyde de tantale, deux matériaux aux propriétés optiques particulières. Chauffez les ensuite pour qu’ils s’évaporent et viennent se déposer en couches successives sur une surface en verre. C’est l’alternance de ces couches et le contrôle de leur épaisseur qui crée le filtre. « Nous pouvons ainsi constituer des filtres qui ne laissent passer qu’une seule longueur d’onde lumineuse, des filtres qui au contraire absorbent une ou plusieurs longueur d’onde, ou des filtres anti-reflets, » raconte Laetitia Abel-Tiberini.

Dans l’espace, le poids a un prix considérable, de l’ordre de 10000 euros par kilo envoyé. « L’idée c’est de réduire au maximum ce poids pour éviter les surcoûts, » déclare la chercheuse. Grâce au travail de l’équipe RCMO, les lourdes roues mécaniques à filtres sont devenues des filtres mosaïques hyper légers et d’une efficacité redoutable : « nous atteignons 99% d’efficacité des filtres sans problème, » explique-t-elle. Un filtre mosaïque est un ensemble de minuscules cubes de 20 micromètres de coté et de 5 micromètres d’épaisseur. Chaque cube, qui est un filtre en soit, correspond à un pixel de la caméra. « Nous réalisons des carrés de 9 filtres que l’on reproduit en série à la surface du capteur, » confit Laetitia Abel-Tiberini, « on perd donc en résolution car seulement un pixel sur neuf est à une couleur déterminée, mais la précision des caméra actuelles empêche que cela soit gênant. »

Mais le véritable tour de force de l’équipe RCMO c’est la création, il y a peu, d’un microscope unique au monde : le microscope spectral ou banc de caractérisation qui permet de faire des mesures avec une résolution spatial de deux micromètres et un résolution spectrale de 0,5 nm. Ce microscope, au-delà du rôle habituel qu’on attend d’un tel appareil, permet aussi de faire de la spectrographie. «  C’est comme si la lumière passait en plus dans un prisme qui la diffractait, » explique Laetitia Abel-Tiberini. Grâce à cet outil, Laetitia et son équipe peuvent vérifier quasiment au micron près la réalisation de leur travail. Une précision inégalée qui offre aux astrophysiciens de quoi observer l’univers avec encore plus d’attention.

Renaud LEVANTIDIS

La Nuit Coupoles Ouvertes du 20 juin

La veille de la fête des pères et de la fête de la musique, c’est la Nuit des Coupoles Ouvertes ! À l’Observatoire de la Côte d’Azur, au Centre Astro et à l’ancien Observatoire de Marseille, on célèbre le ciel et l’espace. #NCO2015

La Nuit des Coupoles Ouvertes est une soirée toute particulière : les grands observatoires de la région ouvrent leurs coupoles pour permettre au public d’admirer librement les lumières de l’espace. Sur le plateau de Calern à Caussols, l’Observatoire de la Côte d’Azur (OCA) ouvre les festivités dès 16h le 20 juin. Au menu, des conférences pour tous les publics, dès 3 ans, des observations astronomiques, des animations et des visites guidées des instruments scientifiques. Jusqu’à minuit, le public pourra comprendre comment les scientifiques mesurent du champ de gravité terrestre, participer à la surveillance de débris spatiaux ou encore tenter de mesurer le diamètre solaire. « Plus de 100 personnes de l’OCA seront mobilisées pour l’événement, » explique Clémence Durst, responsable du service culturel de l’OCA, « avec aussi la présence de plu de 100 astronomes amateurs. » Pour mettre l’accent sur l’Année Internationale de la lumière, des stands seront mis à la disposition du public : « les enfants pourront manipuler la lumière grâce à des expériences amusantes et mieux comprendre sa diffraction, sa vitesse, etc, » déclare Clémence Durst. Aussi, le télescope C2PU proposera des observations du ciel en direct sur de grands écrans : de quoi émerveiller petits et grands.

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Le télescope C2PU de l’OCA – EPSON DSC picture

Mais la Nuit Coupoles ouverts ne s’arrête pas là. Au Centre Astronomique de Saint Michel l’Observatoire, on fête le soleil dès 14h30 ! La veille du solstice d’été, jour ou notre étoile illumine le ciel le plus longtemps, le Centre Astro propose au public d’observer le Soleil grâce à ses instruments uniques. « La surface du Soleil sera observable depuis le Sidérostat, télescope unique en France qui permet cette prouesse, » raconte Fabien Marquet du Centre Astro. À 20h30, un « pique-nique au crépuscule » sera proposé. « Le public pourra visiter les instruments comme le Sidérostat, la coupole du T600 ou la géode du T760, » ajoute Fabien Marquet. Puis, ce sera l’heure du repérage des constellations et des observations du ciel nocturne. « Nous allons relier les étoiles entre elles grâce à des lasers pour mettre en évidence les constellations, » explique Fabien Marquet, « nous avons aussi un simulateur de planétarium sur écran géant qui permettra de faire des zooms dans la voute céleste. »

11401188_491060247709548_8734951400331754552_nUne « coupole ouverte » au Centre Astro

À Marseille, c’est l’Association d’astronomie ANDROMEDE qui organise la Nuit Coupoles Ouvertes. « C’est la première fois que nous nous joignons à cette manifestation, » explique Lionel Ruiz de l’Association ANDROMEDE, « nous sommes particulièrement enthousiastes ! » Dès 21h30, les portes de l’ancien observatoire de Marseille seront ouvertes au public qui pourra alors découvrir et visiter les instruments historiques de l’observatoire. « Il fera beau temps, les observations seront de très bonne qualité, » se réjouit Lionel Ruiz. Vénus et Jupiter seront alors bien visibles, en conjonction avec un croissant de Lune. Outre les séances de planétarium, le public pourra aussi profiter de l’exposition « Destination comètes » toujours présente à l’observatoire.

planetarium-andromedeLe planétarium et l’observatoire historique de Marseille

Renseignements :

OCA : 04 93 40 54 42 – Sur Twitter – Sur Facebook

Centre Astro : 04 92 76 69 69 ou contact@centre-astro.fr

Association ANDORMEDE : 04 13 55 21 55 ou andromede.13@live.fr

Renaud Levantidis