Journal de Saclay n°31 - CEA Saclay

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ÉditorialÉditeurCEA (Commissariatà l’énergie atomique)Centre de Saclay91191 Gif-sur-Yvette CedexDirecteurYves CaristanDirectrice de la publicationDanièle ImbaultRédacteur en chefChristophe PerrinRédactrice en chef adjointeSophie AstorgAvec la participation deDominique MazièreIconographieChantal FuseauConception graphiqueMazarine2, square Villaret de Joyeuse75017 ParisTél. : 01 58 05 49 25Crédits photosCEA/DapniaNASACFHTCNESESAESA/A Le Floc’hObservatoire européen australCNRSCICLOPS Institute, USAESA/ D HardyESA/ A. AbergelCEA/SApCEA/ L GodartCEA/ L KochCEA/ C FuseauCEA/S AstorgR Lefevre et al LEM-CEAE Dujardin et al LEM-CEATelescope Canada-France-Hawaï/ JC Cuillandre/ CoelumEDFESA & the ISOGAL teamCEA GanilN° ISSN 1276-2776 - Centre CEA de SaclayDroits de reproduction, texte et illustrationsréservés pour tous paysPhotos de couverture : En haut à gauche, simulation numérique du Soleil ;en bas à gauche, le télescope SIGMA ; à droite, image de Megacam.Sommaire n° 31Éditorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 2Dossier : 40 ans d’astrophysiquespatiale au CEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 3M2M : contrôle industrielhaut de gamme . . . . . . . . . . . . . . . . . page 11Feu vert pour SPIRAL2 à Caen . . . . . . page 12Nanotube de carbone interrupteur. . . page 13Un réacteur de 4 ème génération . . . . . . page 14Brèves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 15Instruments actuellement en service, conçuset réalisés avec la participation du SAp :ill.1 Soho et Ulysse, en orbite autour du Soleil. Cassini-Huygens en orbite autour de Saturne. ill.2 XMM-Newtonet Integral en orbite autour de la Terre. ill.3 L’équipedu SAp à Saclay, le Very Large Telescope à Paranal (Chili)et le CFHT (Canada France Hawaï Telescope) à Hawaï.Le 21 mai 1965, uninstrument du CEAenregistrait pour lapremière fois un rayon Xcosmique, à bord d’unballon situé à près dequarante kilomètresd’altitude. Cet événementsigne le début de l’astrophysiquespatiale au CEA.Depuis l’origine, l’activité du Serviced’astrophysique (SAp) à Saclay se fondesur un partenariat fort entre le CEA et leCNES 1 , qui financent à parité cesprogrammes. Ce service compte égalementune unité mixte de recherche CEA –CNRS – Université Paris VII.Les missions du SAp couvrent à la fois ledéveloppement d’instruments au sol ouembarqués dans des satellites et l’interprétationd’observations de provenancesvariées. Pour résumer à grands traitsl’histoire du SAp, on distingue plusieurspériodes marquées successivement parla détection de particules cosmiques,l’astronomie X et gamma, l’astronomieinfrarouge et la sismologie solaire et stellaire(Soho). Le recoupement d’observationsà différentes énergies fournit unebase solide pour l’interprétation. Avecl’avènement d’ordinateurs massivementparallèles, la simulation numériquerenforce la compréhension des processusphysiques en jeu. Ce dossier du3Journal de Saclay ne pourra retenir decette histoire foisonnante que quelquesévénements ou découvertes parmi beaucoupd’autres. Il est organisé pour l’essentielpar domaines d’énergie.Spécialiste de détecteurs, le SAp estl’artisan de nombreuses premièresmondiales en instrumentation dédiée àl’astrophysique spatiale, souvent encollaboration avec le Léti 2 : premièrematrice de détecteurs infrarouges (ISO) 3 ,première matrice de détecteurs gammaau tellurure de cadmium (Integral) etdemain, première matrice de bolomètres 4pour l’infrarouge lointain (Herschel). Cettecompétence est reconnue au point quele SAp a été sollicité par un laboratoireaméricain pour fournir un instrumentinfrarouge pour la sonde Cassini-Huygens. Au fil du temps, ce services’est imposé sur la scène internationalecomme un laboratoire d’astrophysique depremier plan, tant pour l’instrumentationque pour l’interprétation. Il est devenu uneforce de proposition et un acteurincontournable pour de nombreux projetsscientifiques, qui se sont concrétisés en devéritables expériences dédiées à desproblématiques scientifiques spécifiques.Je profite de ce premier éditorial de l’annéepour vous présenter mes meilleurs vœuxet je suis heureux que 2006 s’annonceaussi riche pour notre centre CEA que2005. Cette année verra en effet notammentles démarrages du synchrotronSOLEIL, de NeuroSpin et du pôle decompétitivité mondial SYSTEM@TICPARIS-RÉGION, qui apporteront denouveaux atouts pour renforcer sa visibilitéinternationale en tant que site derecherche d’excellence.Yves Caristan,Directeur du centre CEA de Saclay.1 CNES : Centre national d’études spatiales.2 Léti : Laboratoire d’électronique et de technologiede l’information, au centre CEA de Grenoble.3 Les mots imprimés en vert et en gras sont expliquéspage 10.1 24 Bolomètre : thermomètre utilisé pour mesurerde faibles quantités de chaleur produites par unrayonnement.
A la fin des années 1950, un service de Saclay expert endétecteurs de rayonnements est chargé de mesurer laradioactivité de la haute atmosphère induite par les essaisnucléaires aériens. Il faut adapter les appareils pour qu’ilsfonctionnent à bord de fusées. En 1962, la découverte desrayons X cosmiques aiguise la curiosité des scientifiques.Ces circonstances favorisent l’émergence au CEA del’astrophysique spatiale des hautes énergies. Une disciplinequi impose des mesures hors de l’atmosphère : à bord deballons stratosphériques, de fusées puis de satellites carle rayonnement est arrêté par l’atmosphère.« Spatialiser » les technologiesLa spatialisation de détecteurs, dérivés à l’origine de laphysique nucléaire ou de la scintigraphie médicale, est undes métiers du SAp, dont le mot d’ordre est « zéro panne »,dans un environnement hostile et contraint en masse, envolume et en consommation électrique. Typiquement, unemission spatiale compte de nombreuses étapes planifiéessur une vingtaine d’années : le montage du projet avec lespartenaires, la conception et la réalisation d’instruments,les tests dans des conditions se rapprochant progressivementdes conditions spatiales, l’étalonnage, le lancementet l’exploitation scientifique des résultats. Depuis qu’ilsexistent, ces projets sont conduits dans le cadre de collaborations1 européennes, franco-russes (SIGMA) ou américano-européennes(HEAO C, Cassini-Huygens, Soho). Lesobservatoires spatiaux sont ouverts à la communautéscientifique : les temps d’observation lui sont allouésaprès évaluation par un comité de spécialistes.L’ASTROPHYSIQUE AU SAPLes compétences présentes à Saclay en matière de détecteurs de rayonnements ont trouvé un richechamp d’applications en astrophysique.2Donner du sens aux observationsEn parallèle aux activités instrumentales se constitue trèstôt un groupe de théoriciens, parmi lesquels CatherineCésarsky (actuelle directrice de l’ESO 2 ) et Hubert Reeves.L’un d’entre eux, Charles Ryter, résume l’activité d’interprétation: « collecter les observations de toutes origines etchercher à leur donner du sens, de la cohérence ». Ce travailréalisé à partir de mesures effectuées dans tous les domainesd’énergie (depuis les ondes radio jusqu’aux rayonsgamma) s’est poursuivi sans interruption jusqu’à aujourd’hui.1 Ces collaborations sont dirigées par l’Agence spatiale européenne(ESA), Inter-Kosmos en Russie et la NASA (National Aeronautics andSpace Agency) aux Etats-Unis.2 ESO : European Southern Observatory.Le saviez-vous ?Les expériences durent quelques minutes à bord d’unefusée à 150 km d’altitude, une dizaine d’heures en ballonstratosphérique à 36 km ou quelques mois (jusqu’à 15 ans !)à bord de satellites.40 ans d’astrophysiquespatiale au CEA1 Vols ballon : un ballon auxiliaire sert à décoller la charge utiledu sol avant de l’amarrer au ballon principal, qui est gonflé à part.Ces vols ont lieu en fin de nuit.2 Image de supernova obtenue par la caméra Megacam au CFHT.1Carte d’identitéNom : Service d’astrophysique (SAp)Effectif total : 150 personnes dont 93 permanents CEA,8 universitaires et 7 CNRSNombre de projets instrumentaux en cours :12 spatiaux et 3 au sol3
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