PROGRAMME

 1) Introduction et notions de bases (5h)

Les principes et le contexte historique (D. Bonneau, Observatoire de la Côte d'Azur)

L'invention de la spectroscopie a donné naissance à l'étude physique des astres qui s'est notamment développée grâce à
l'ouverture de nouvelles fenêtres d'observation dans le spectre électromagnétique (UV, IR, Radio). La résolution angulaire des
observations astronomiques est le plus souvent limitée par la dégradation des images par la turbulence atmosphérique. Il faut
attendre la dernière moitié du XXème siècle pour voir se développer les techniques d'observation à haute résolution angulaire.
Les progrès réalisés dans le domaine technique ainsi que dans la connaissance de la turbulence atmosphérique ont conduit à
développer des techniques d’observation (interférométrie des tavelures, optique adaptative, interférométrie) dont la
résolution angulaire est limitée par la taille du télescope utilisé. Ces observations se révèlent fondamentales pour la compréhension
physique des astres.
 
 

Les notions de base (Y. Rabbia, Observatoire de la Côte d'Azur)

La haute résolution angulaire repose sur des principes physiques simples liés essentiellement aux propriétés de formation des
images dans un instrument d'optique. On abordera ainsi les notions de relation objet-image, de plan pupille et de
fonction de transfert, de cohérence d'une onde et de la façon dont ces propriétés peuvent être exploités pour des
programmes scientifiques nouveaux.
 

2) Les objectifs scientifiques et les méthodes (8h)

Panorama des programmes scientifiques HRA  (D. Rouan, Observatoire de Paris)

La haute résolution angulaire, longtemps cantonnée à la seule physique stellaire,  a vu depuis quelques années son champ
d'application s'étendre bien plus largement grâce  au gain impressionnant en sensibilité, tant en optique adaptative qu'en
interférométrie.  C'est désormais tout le bestiaire des astres, depuis les astéroïdes jusqu'aux galaxies  primordiales, qui est l'objet
d'observations avec ces techniques conduisant à des résultats  souvent spectaculaires. De façon assez traditionnelle, on explorera
les trois grands domaines que sont la physique des étoiles, celle des objets du système solaire et des exoplanètes et enfin le
domaine des galaxies et de la cosmologie. Pour chacun de ces thèmes, on passera en revue les grandes questions astrophysiques
qui se posent, les performances spécifiques demandées aux instruments et on décrira des résultats récents. Une partie plus
prospective sur ce qu'on attend des instruments qui devront être développés  dans les décennies à venir et les espoirs
enthousiasmants qu'ils soulèvent, conclura l'exposé.
 
 

Introduction aux notions d'analyse de données (E. Thiébaut, Observatoire de Lyon)

A travers un problème a priori simple, la déconvolution d'image, il est possible d'illustrer concrètement le bénéfice apporté par des
méthodes de type "problèmes inverses". La généralisation de ce type d'approche à d'autres problèmes de traitement des données
est alors assez naturelle et conduit à des algorithmes effectifs pour ajuster des modèles à très grand (quelques millions) nombre de
paramètres : reconstruction d'image en interférométrie,

imagerie médicale (déconvolution aveugle), estimation de fonctions de distribution de vitesse en spectrographie intégrale de
champ, ...
 
 

La démarche scientifique (P. Stee, Observatoire de la Côte d'Azur)

Je présenterai l'approche "classique" de l'Astrophysicien "modélisateur", c'est à dire la démarche qui vise à préparer une
observation  à l'aide d'un ensemble d'outils théoriques ou de logiciels dédiés, le déroulement de l'observation en mode "service" ou
avec l'Astronome sur place, la vérification "temps réel" de la qualité des données, leur récupération et leur traitement.  Je terminerai
par la présentation de modèles "physiques" qui visent à interpréter ces mesures puisqu'au final un interféromètre ne sert pas à
obtenir des visibilités mais à améliorer notre connaissance des processus physiques qui se déroulent au sein des objets  qui nous
intéressent (étoiles, planètes, galaxies, etc...).
 
 

3) L'instrumentation HRA (8h)

Optique adaptative (G. Rousset, ONERA)

A partir de l’exemple du système d’optique adaptative NAOS, on décrira la problématique de l’analyse de front
d’onde, les méthodes de commande et les technologies des miroirs déformables. Les contraintes de définition d’une
optique adaptative seront passées en revue en en soulignant les enjeux. Les nouveaux concepts (optique adaptive multi conjuguée
et étoile laser) permettant de combattre certaines limitations fondamentales seront décrits ainsi que l’application spécifique
à la détection directe d’exoplanètes et la perspective des ELT.
 
 

Interférométrie optique (P. Kern, Observatoire de Grenoble)

L'exposé présentera une analyse fonctionnelle d'un instrument de recombinaison interférométrique pour l'astronomie. A partir de
cette analyse, les fonctions majeures seront détaillées, en précisant les performances nécessaires pour atteindre les objectifs de
l'instrument.  L'exposé décrira également quelques réalisations typiques de fonctions de bases, en insistant sur les points de
technologie les plus critiques. L'exposé abordera dans ce cadre, les développements de recherche et technologie en cours visant à
résoudre les points durs pour les futurs applications au sol et dans l'espace : détection à fort contraste et  imagerie en particulier.
 
 

Méthodologie projet (G. Zins, Observatoire de Grenoble)

La première partie de l’exposé présentera les principes de la gestion de projet en explicitant le rôle et les fonctions des
différents métiers intervenants dans le cours d’un grand projet. La deuxième partie illustrera cette présentation dans le cas
des développements informatiques et notamment en discutant le cycle de déroulement des programmes d'observation dans les
grands observatoires tel que le VLT; de la préparation de l'observation à l'interprétation des données en passant par le contrôle
automatisé de l'instrument pour l'acquisition des données. Les outils logiciels utilisés lors de ces différentes phases seront
presentés, pour s'attarder ensuite sur le logiciel de contrôle instrumental. L'architecture matérielle et logicielle mise en place pour
les instruments NAOS et AMBER sera détaillée, et la méthodologie de développement utilisée pour garantir le niveau de qualité
requis sera exposée.
 
 

4) Prospective (6h)

Les projets HRA à court et moyen terme (D. Mourard, Observatoire de la Côte d'Azur)

A l’heure actuelle, les instruments de haute résolution angulaire ont atteint une maturité qui permet une ouverture de ces
techniques à une large communauté et non plus simplement à des équipes restreintes. Les programmes scientifiques se
développent de manière considérable et les équipes cherchent aujourd’hui à développer encore plus ces instruments. A
travers une revue des projets à court et moyen terme dans le domaine de la Haute Résolution Angulaire, on montrera
l’évolution des programmes scientifiques et les perspectives enthousiasmantes qu’ils ouvrent.
 
 

Interférométrie du futur (A. Labeyrie, Collège de France)

L'imagerie directe avec des réseaux d'ouvertures devrait en principe améliorer grandement le contenu d'information dans les
données fournies par les interféromètres.   Après des hyper télescopes précurseurs au sol,  des versions spatiales pourront atteindre
des dimensions de centaines ou milliers de kilomètres, permettant une résolution améliorée des millions de fois par rapport à celle
de l'imagerie terrestre limitée par la turbulence.  Résoudre la morphologie des exo Terres devrait faciliter la recherche de vie à leur
surface.
 
 

Les ELTs (J. G. Cuby, Observatoire Astronomique de Marseille Provence)

Les projets de très grands télescopes (ELTs) du futur en cours d'étude aux Etats-Unis et en Europe ont des diamètres entre 30 et 100
m. Les solutions techniques envisagées diffèrent entre elles, mais reposent toutes sur la segmentation des miroirs et sur l'optique
adaptative. Les gains en capacité observationnelle sont à la fois en détectivité et en résolution spatiale, ce qui ouvre la voie à des
programmes de recherche astrophysique ambitieux sur les origines des systèmes planétaires et de l'Univers.
 
 
 

 

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