Option IMA

Instrumentation et Méthodes pour l’Astrophysique


INTRODUCTION


Le module "Instrumentation et méthodes associées" présente un ensemble de 4 unités d’enseignement dédiées aux techniques d’observation en astronomie. Il introduit la notion de chaîne de traitement du signal. Il met l’accent sur les domaines optique et infrarouge.

La première UE présente essentiellement des notions d’optique physique. L’étude d’une chaîne de mesure met en oeuvre ces notions, associées à du traitement du signal, pour comprendre le cheminement de l’information : collecte du signal, mise en forme instrumentale, détection, traitement.

L’initiation à l’observation astronomique et à la réduction des données s’appuie sur les moyens observationnels du campus de Meudon. Plusieurs séances de TP nocturnes sont proposées.

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CONTENU DES MODULES



Instrumentation et méthodes associées

(6 ECTS, S2, responsable du module complet = Y. Clénet )


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Instrumentation optique et infrarouge (B. Mosser, P. Kervella,16 h de cours, TD)

Rappels d’optique géométrique. Rappels d’optique physique. Optique de Fourier et notions associées : diffraction de Fresnel et de Fraunhofer. Formation des images, interférométrie et cohérence. Spectrométrie pour la haute résolution spectrale. Haute résolution angulaire. Imagerie grand champ. Optique atmosphérique et initiation à l’optique adaptative. Grands projets instrumentaux.


Etude d’une chaîne de mesure, analyse du signal (B. Mosser, P. Kervella, 24 h de cours, TD)

Introduction à une chaîne de mesure. Notions de signal, bruit et biais. Rappel sur les variables aléatoires. Processus physiques de détection. Les bruits de mesure et le bruit de photons : propriétés statistiques des bruits. Notion de rapport signal à bruit et critères de détection. Mise en forme du signal, vers la mesure. Echantillonnage, filtrage.


Initiation à l’observation astronomique et à la réduction des données (L. Blanco, A. Boccaletti, C. Boisson, B. Cecconi, C. Chenegros, E. Choquet, Y. Clénet, S. Erard, J. Exposito, P. Gallais, P. Gigan, E. Huby, C. Matteo, B. Talureau, F. Vidal, A. Zech, 20 h de cours, TP)

Observations nocturnes à l’Observatoire de Meudon, en mettant en œuvre des télescopes de la classe 0.3-1m et des instruments semi-professionnels.
Réduction des observations. Utilisation d’outils logiciels professionnels.
Pointage d’un télescope, coordonnées célestes, optique des télescopes.
Imagerie CCD : principe du capteur, conditions d’utilisation, fonction
d’étalement de point, aberrations, biais et bruits, acquisition et
traitement de données numériques. Spectroscopie : principe du
spectrographe, transport par fibre optique, résolution spectrale, biais et
bruits. Imagerie speckle : turbulence atmosphérique, seeing, fonction
d’étalement de point, speckle.


Cours CCD (S. Erard, mis à jour 28/01/2015)

PDF - 10.4 Mo



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