Le rayonnement électromagnétique est un des vecteurs d’informations principaux qui nous provient de l’Univers. Pour analyser cette information, l’astrophysique moderne est confrontée à deux difficultés. L’une provient de notre environnement proche, et en particuliers de l’atmosphère terrestre, et l’autre intrinsèque à l’astrophysique, vient du fait que la plupart des objets étudiés sont des environnements extrêmes comparés à ceux rencontrés habituellement sur Terre. En complément de cette information « à distance », de nombreuses sondes spatiales ont commencé des études in situ pour les objets du système solaire. Le développement de nouvelles techniques d’analyses spatialisables est un des défis majeurs nous devons relever. Ce cours propose une ouverture vers le domaine des applications astrophysiques. On y présentera en premier lieu les méthodes d’observations et on étudiera de manière plus détaillée les techniques récentes d’imagerie, l’optique adaptative, la haute résolution spatiale en sciences de l’univers. On verra alors quelle stratégie mettre en place pour s’affranchir des problèmes engendrés par l’atmosphère, et le rôle des multi-longueurs d’ondes.
Puisque les observations démontrent que les conditions de la matière sont extrêmes dans l’Univers (par exemple très froides ou au contraire très chaudes), on introduira des méthodes de laboratoire qui permettent de reproduire ou de simuler les conditions extrêmes rencontrées en astrophysique, principalement les milieux de formation d’étoiles et les atmosphères planétaires, pour finalement aborder des problématiques en plein essor à l’interface de la physique et l’astrophysique.
Pour les objets astrophysiques proches, de nombreuses missions spatiales sont en cours ou prévus dans un avenir proche. Nous saisirons l’occasion de ce cours pour exposer les techniques actuellement embarquées ou en développement, avec leurs apports et leurs contraintes pour l’études in situ des objets du système solaire.
Ce cours sera l’occasion de revoir comment la lumière, vecteur principal de l’information peut se décliner sous de nombreuses formes, depuis l’imagerie aux techniques lasers, en passant par la -ou plutôt les – spectroscopies.



Enseignants: P. Kervella (Observatoire de Paris), F. Dulieu (Univ Cergy-Pontoise), Y. Bénilan (Univ. Paris Est Creteil)


Le cours sera articulé en 3 parties


1 Méthodes d’observations


L’observation aux différentes longueurs d’ondes.
L’optique adaptative comme réponse aux pertubations atmosphériques.
L’interférométrie et les nouvelles limites. L’exemple de l’observation des exoplanètes et de l’interférométrie à “frange noire”.


2 Les régions de formations d’étoiles et leur simulation en laboratoire

  • La synthèse des éléments et le cycle de la matière. La phase solide et sa signature spectrale dans l’univers.

Stratégie expérimentale pour étudier la formation de l’eau primordiale.

3 Les atmosphères planétaires au laboratoire


Des planètes telluriques aux planètes géantes.
Télédétection et mesures in situ : observations et contraintes.
Simulations au laboratoire, sources de dépôt d’énergie : Plasmas, lampes et synchrotrons.