DU ECU (Explorer et Comprendre l’Univers)

Travaux Pratiques d’observations (TP)

TP/Observations	Contenu	Quand ?	Pour qui ?
TPs de Meudon	Astrométrie, Initiation au traitement des images et à la préparation des observations, spectroscopie : fabrication d’un spectroscope, applications à la physique extragalactique, Physique du Soleil et traitement de données solaires	séjour d’une semaine en mars ; inscriptions en jan-fev	Priorité aux apprenants en présentiel (40 places)
TPs à l’observatoire de Haute Provence	Observations en conditions professionnelles sur 3 télescopes : T80, T120, T152 (spectro) ; choix des cibles, filtres, temps de pose ; traitement d’images (e.g. tri-chromie)	4 nuits d’observations en juillet et en aout (15 places max/séance) ; inscriptions en avr-mai	Priorité aux personnes inscrites en présentiel ayant participé aux TPs de Meudon et passé l’examen
TP d’observations à distance avec le télescope IRIS	Observations à distance grâce au télescope IRIS (OHP). Les apprenant(e)s planifient les opérations grâce à un simulateur des manipulations du télescope, choisissent les cibles en fonction des buts scientifiques, participent aux observations, récupèrent toutes les images prises pendant la séance d’observation et les traitent (tri-chromie par exemple).	Une soirée d’observation à distance pendant une des deux semaines de TPs à l’OHP ; inscriptions en avr-mai	Priorité aux apprenants en distanciel
TP observations des météores (en autonomie)	Apprendre à planifier une séance d’observation astronomique ; effectuer une observation astronomique sans instrument ; comprendre pourquoi il est scientifiquement important d’observer (même à l’oeil nu !) les météores ; participer à un effort international	Tout au long de l’année ; inscriptions dès nov.	Tout le monde
TP radioastronomie à distance (en autonomie)	Mesurer la courbe de vitesse de la Voie Lactée ; contrôle à distance des antennes ; effectuer l’acquisition et le traitement des données	Pendant l’été ; inscriptions en avr-mai	Tout le monde
TP d’observations solaire sur le site de Meudon	Observations solaires sur les télescopes de l’observatoire de Meudon en journée ; manipulation des télescopes et caméras, acquisition et traitement des images	Au mois de mai ; inscriptions en mar-avr	Tout le monde

Les travaux pratiques en détail

TPs de Meudon (mars)

Cette activité propose une série de travaux pratiques permettant de concrétiser les cours du mardi soir et de se préparer aux TPs d’observation d’été à l’OHP. Le séjour prend la forme d’une semaine bloquée sur le site de l’observatoire de Meudon pendant l’Hiver. Durant cette semaine, les étudiants disposent de stations de travail Linux équipées de logiciels open source.

Les Travaux pratiques portent sur les sujets suivants :

– Astrométrie : situer (mesurer) les objets sur la sphère céleste ; conséquences pour la détermination des orbites des objets du Système Solaire
– Initiation au traitement des images et à la préparation des observations ;
– Spectroscopie : fabrication d’un spectroscope, applications à la physique extragalactique ;
– Physique du Soleil et traitement de données solaires ;

Une visite du site de Meudon et des instruments (télescopes et tour solaire) est organisée pendant la semaine (sous conditions). Un escape-game est organisé en fin de chaque journée (en petit groupe).

Cette activité est réservé en priorité au étudiants inscrits au parcours en présentiel et est obligatoire pour assister aux TPs d’observation d’été à l’OHP. Pour des raisons logistiques, la capacité d’accueil sur le site de Meudon est limitée à environ 40 personnes. Le cours d’histoire est filmé et accessibles aux étudiants inscrits au parcours à distance en vidéo.

TPs à l’Observatoire de Haute Provence (juillet-août)

Ces TPs se déroule à l’Observatoire de Haute Provence (OHP) en conditions professionnelles, sur une durée de trois à quatre nuits. Deux séjours (un seul au choix par étudiant) sont organisés en Juillet et en Août. L’objectif des TPs est de concrétiser tous les enseignements théoriques et pratiques dispensés au cours de l’année. La participation est facultative (Attention : TPs réservé aux inscrits au parcours en présentiel et sous conditions avec nombre de places limité, voir ci-dessous) et à la charge des étudiants (voyage et séjour). La participation aux TPs conduit à la rédaction d’un rapport (obligatoire) noté.

Au cours des TPs les étudiants observent tour à tour sur trois télescopes :

– Télescope de 80 cm : Observations visuelles, pointage manuel, acquisition d’images CCD dans différents filtres ;
– Télescope de 120 cm : Imagerie CCD, pointage assisté, initiation à l’astrométrie des objets du système Solaire, tri-chromie de nébuleuses et/ou galaxies
– Télescope de 152 cm : Initiation à la spectroscopie via l’observation de spectres d’étoiles puis introduction à l’analyse des spectres (spectres de nébuleuses planétaires, mesure du décalage spectral de M31, vitesse de rotation de planètes, spectres d’étoiles Be et WR, ...).

Conditions d’inscription aux TPs :
Les TPs sont ouverts uniquement aux étudiants inscrits au parcours en présentiel qui remplissent les deux conditions suivantes :

– S’être présenté à l’examen écrit de juin
– Avoir suivi le TPs de Meudon

Ces conditions sont impératives.

Avertissement : La tenue et la longueur du séjour dépend du nombre de nuits que l’OHP peut attribuer au DU-ECU. Ceci se traduit par une contrainte forte sur le nombre de personnes pouvant suivre ces TPs, soit environ 30 personnes (15 par séjour maximum). Les dates exactes de chaque séjour dépend des dates de la nouvelle Lune et des disponibilités des télescopes. C’est la direction de l’OHP qui attribue les dates, qui sont communiquées en automne. La demande de participation aux TPs de l’OHP se fait dès l’inscription au DU-ECU : la date d’inscription constitue un critère important dans l’attribution des places disponibles en cas de nombre insuffisant.

TPs d’observations en ligne avec IRIS

À défaut de pouvoir participer aux TPs en présentiel à l’OHP, le DU-ECU propose depuis 2022 des observations en ligne grâce au télescope IRIS (OHP). Les observations ont lieu en général en même temps que la session de juillet des TPs à l’OHP. C’est l’OHP qui décide des dates chaque année, en fonction des demandes faites par le directeur du DU-ECU et des disponibilités. Des tutoriels (textes et vidéos) expliquent comment choisir et prioriser ses cibles. Un simulateur permet de se familiariser avec l’interface de contrôle et de prise d’images du télescope. En pratique lors de l’observation ce sont les encadrants qui contrôlent le télescope, mais les élèves participent activement aux décisions à prendre (quelle cible observer, à quel moment, avec quel temps de pose, quel(s) filtre(s) etc.). Les images pré-réduites (=contenant l’astrométrie) sont récupérées après chaque pose (et/ou le lendemain sous forme d’archive complète). Les élèves sont sensibilisés à l’astrométrie et prennent des images des objets du Système Solaire et du ciel profond, en mono ou tri-chromie. Dans ce dernier cas, une composition en image couleur est possible.
Un rapport d’observations (obligatoire) accompagne la participation à cette activité.

TPs d’observations en radio-astronomie

Permet d’observer en plein jour ne prenant le contrôle de radio-antennes en ligne. Mesure de la courbe de vitesse de la galaxie. Ces TPs sont ouverts en priorités aux étudiants en parcours vidéo. Les observations ont lieu en général début juillet. Des tutoriels détaillés sont mis à dispositions pour préparer les observations et prendre le contrôle du télescope. Chaque apprenant prend le contrôle du télescope, sans supervision d’encadrant. La participation à cette activité conduit à la rédaction d’un rapport d’observation (obligatoire).

Stage d’observations des météores

Ce stage permet à quiconque d’organiser une campagne d’observation sans matériel astronomique ! L’apport scientifique des observations visuelles est aujourd’hui encore très utile pour comparer aux observations électroniques pour lesquelles des étalonnages sont nécessaires. Le cours sur les météores donne tous les conseils pour observer bien plus que les Perséides au mois d’août ! D’ailleurs, on recommande fortement de commencer ses observations dès le mois de décembre pendant les Géminides. L’observation peut se faire en groupe, mais les rapports sont individuels. Les rapports sont validés par l’envoi à l’International Meteor Organization et d’un compte rendu d’observations (obligatoire). Pour cela il est conseillé d’effectuer plusieurs séances (pas forcément longues) afin de se former à l’observation et avoir suffisemment confiance dans ses propres données pour les partager.
Quelques exemples de séances d’observation professionnelles sont décrites ici.

Visite du site de Paris (crédits : M. Forrett, promo 2023)