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THESE de DOCTORAT Lyu ABE Imagerie à Haute Dynamique ...

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24 <strong>Imagerie</strong> directe par coronographie dans l’espace : le projet NEFhalo <strong>de</strong> diffraction issu d’une source centrale très intense.En première approximation, pour <strong>de</strong>s optiques qui vérifient largement le critère <strong>de</strong> Rayleigh,la forme <strong>de</strong> la figure <strong>de</strong> diffraction dominante est une figure d’Airy (aux effets <strong>de</strong> diffractionprès, par exemple les effets <strong>de</strong> l’araignée soutenant le miroir secondaire). En réalité, mêmeles optiques très bien polies génèrent <strong>de</strong>s défauts <strong>de</strong> phase résiduels <strong>de</strong> très faible amplitu<strong>de</strong>.Il peuvent également provenir <strong>de</strong>s formes imparfaites <strong>de</strong>s divers éléments rencontrés sur lechemin optique qui participent à la diffusion <strong>de</strong> la lumière. Pour un instrument présentant <strong>de</strong>tels défauts <strong>de</strong> phase, ils peuvent être mis en évi<strong>de</strong>nce loin <strong>de</strong> l’axe optique et se manifeste parl’apparition d’une structure <strong>de</strong> tavelures statiques, ou lentement variables. Ce <strong>de</strong>rnier cas peutêtre dû par exemple à <strong>de</strong>s dilatations/contractions relatives à <strong>de</strong>s variations <strong>de</strong> température dumilieu ambiant (phénomène <strong>de</strong> respiration, ou "breathing").Dans ce champ résiduel <strong>de</strong> tavelures, la technique du "dark speckle" s’intéresse non pasaux figures d’interférences constructives (tavelures brillantes), mais aux tavelures sombres,c’est-à-dire aux zones d’interférences <strong>de</strong>structives. Si on considère la présence d’un objet àla distance r <strong>de</strong> l’axe optique dans le champ, alors la probabilité d’occurrence <strong>de</strong>s taveluressombres sera réduite du fait <strong>de</strong> la non cohérence <strong>de</strong>s fronts d’on<strong>de</strong> <strong>de</strong> l’étoile centrale et <strong>de</strong>l’objet voisin, i.e. les modules <strong>de</strong>s amplitu<strong>de</strong>s relatives aux <strong>de</strong>ux corps s’additionnent sansinterférer. Labeyrie montre (Labeyrie 1995 [68]) que la statistique d’occurrence <strong>de</strong>s non photonévénements (ou zéro-photon) à un endroit donné du champ est favorable, en terme <strong>de</strong> signalà bruit, à l’image longue pose.2.5 CommentairesAvec l’utilisation simultanée <strong>de</strong> trois techniques qui améliorent à chaque fois le contraste,on montre qu’il est possible d’atteindre la limite <strong>de</strong> 10 9 nécessaire à l’imagerie directe d’exo-Jupiter, voire d’exo-Terre dans les longueurs d’on<strong>de</strong> visibles. Lors <strong>de</strong> notre étu<strong>de</strong>, nous avonsfait appel à l’expertise d’ingénieurs d’Alcatel Space Industries qui nous ont mis en gar<strong>de</strong> contreles lumières diffusées, les rétro-réflexions, les images fantômes et par conséquent d’utiliserun minimum, voire aucun dioptre. L’étu<strong>de</strong> complète et détaillée du montage optique dépassaitquelque peu le cadre prospectif <strong>de</strong> cette étu<strong>de</strong>. Néanmoins, ce concept d’imagerie haute dynamiqueavec cette approche globale regroupant plusieurs métho<strong>de</strong>s est toujours d’actualitéet mérite d’être explorée en profon<strong>de</strong>ur. En outre, les nouveaux coronographes (Couteau <strong>de</strong>Phase/Quatre Quadrants) commencent à donner <strong>de</strong>s performances très intéressantes maisqui ne peuvent donner <strong>de</strong>s résultats vraiment spectaculaires que dans l’espace, tout du moins,au vu <strong>de</strong>s performances limitées <strong>de</strong>s corrections en optique adaptative sur <strong>de</strong>s télescopes ausol, et dans le visible ou le proche IR.Mais même dans l’état actuel <strong>de</strong>s technologies, il est essentiel <strong>de</strong> tester ces techniques ausol <strong>de</strong> manière exhaustive pour pouvoir profiter <strong>de</strong> leur plein potentiel pour <strong>de</strong>s instruments plusaboutis en vue <strong>de</strong> missions spatiales. A ce titre il convient <strong>de</strong> mentionner les quelques résultats

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