26 février 2014

Les antennes de l’interféromètre de l'IRAM au Plateau de Bure

Jusqu'au confins de l'univers. (Voir article déjà publié : Le Plateau de Bure)

Je publie aujourd'hui la totalité des photos prisent sur les antennes de l'interféromètre de l'IRAM sur le Plateau de Bure, au cœur du massif dévoluard, lorsque j'avais bivouaqué là-haut en septembre dernier.

Le Plateau de Bure est situé près de Saint-Etienne-en-Dévoluy dans les Hautes-Alpes.

Depuis 30 ans, l’Institut de Radio-Astronomie Millimétrique (IRAM) est le leader mondial en radioastronomie millimétrique et les deux observatoires, l'interféromètre du Plateau de Bure dans les Hautes-Alpes françaises et le télescope de 30 mètres dans la Sierra Nevada espagnole, sont aujourd'hui les télescopes les plus sensibles au monde dans leur catégorie.

Inauguration (voir l'article de Place Gre'net du 23 septembre 2014) de la première antenne du projet Noema faisant suite aux six antennes déjà présentes sur le site pour porter leur nombre à douze d'ici 4 à 5 ans.

Voir un film réalisé par DiVertiCimes sur : Le Plateau de Bure en hiver
Panoramique réalisé par DiVertiCimes : Le plateau de Bure et ses antennes en hiver
Article publié sur ledauphine.com le 02/07/2015 : Des sommets du Dévoluy aux confins de l’univers




Vue sur le téléphérique de l'IRAM, en cours de construction, en arrivant sur le plateau de Bure
Ce nouveau téléphérique devrait être achevé courant 2014(Voir avancement des travaux juillet 2014)
L’ancien téléphérique est toujours en fonctionnement. Il transporte uniquement du matériel 
L'accès à l'interféromètre fut, en 1999, le théâtre de deux catastrophes, avec, le 1er juillet, un accident du téléphérique d'accès à l'observatoire qui avait fait vingt morts, puis d'un accident d'hélicoptère qui avait fait cinq morts le 15 décembre suivant, lors d'une expertise

 Arrivée sur le Plateau de Bure avec la première vision sur les antennes de 15 mètres de diamètre

La radioastronomie millimétrique grâce aux antennes de l'interféromètre du Plateau de Bure

Seules cinq antennes étaient visibles sur le plateau. La sixième antenne était dans le hangar de maintenance

L’interféromètre du plateau de Bure, l’un des deux observatoires de l’IRAM, est un instrument de pointe.
Construit à 2550 mètres d’altitude sur un plateau étendu et situé dans les Hautes-Alpes françaises, l’interféromètre est composé de 6 antennes de 15 mètres de diamètre,  chacune d’elles étant équipée de récepteurs de haute sensibilité

L’IRAM est un institut international de recherche en radioastronomie millimétrique qui se consacre à l’exploration de l’univers ainsi qu’à l’étude de ses origines et de son évolution.

 Vers 18H00 les antennes de l'interféromètre de l'IRAM se détachent sur un beau ciel bleu

 Vue sur le Plateau de Bure qui se termine au loin avec le Pic de Bure qui culmine à 2709 mètres

Les antennes de l’interféromètre du Plateau de Bure. Pouvant synthétiser un télescope géant de 760 mètres de diamètre, l’interféromètre du Plateau de Bure est aujourd’hui l’instrument le
plus sensible dans sa catégorie.

La radioastronomie millimétrique est une branche relativement jeune de l’astronomie.
Ce n’est que dans les années 1960 qu’il est devenu possible de construire des récepteurs assez sensibles pour capter les ondes millimétriques provenant de l’espace.
Depuis, cette technique d’observation est devenue un pilier de l’astronomie.


 Cinq des six antennes de l'interféromètre de l'IRAM

Vue panoramique sur le Plateau de Bure avec les cinq antennes du radiotélescope millimétrique, le hangar de maintenance en arrière plan et le Pic de Bure au fond

La construction de cet interféromètre a débuté en 1985, les premières observations ont pu être effectuées en 1988.
Celui-ci est actuellement constitué de 6 antennes de 15 m de diamètre chacune.
Celles-ci sont montées sur des rails, ce qui permet de changer leur distance de séparation en fonction des besoins.
Suite aux derniers travaux réalisés lors de l'été 2005, la séparation maximale sur l'axe est/ouest est de 760 m tandis qu'elle est de 368 m sur l'axe nord/sud.

Ceci permet l'observation d'émissions ayant une longueur d'onde de 1,3 mm (c'est-à-dire une onde ayant une fréquence de 230 GHz).

La parabole de l'antenne est composée de 176 panneaux d'aluminium sur support nid d'abeilles

Le diamètre du miroir secondaire est de 1.50 mètre

Chaque antenne pèse 125 tonnes


La présence de cet instrument "l'interféromètre du Plateau de Bure" a permis la poursuite de plus de 600 projets impliquant plus de 300 astronomes du monde entier.


L’interféromètre du Plateau de Bure, est un instrument de pointe

Le Dévoluy vu sous un angle de science fiction


Les antennes de l'IRAM à l'écoute de l'univers

Pour la construction de l’interféromètre, des milliers de tonnes de matériaux ainsi que des machines ont été montés jusqu’au Plateau de Bure.

En particulier, le système de rails a été aménagé de manière à ce que les positions horizontales et verticales des antennes soient connues au millimètre près.

Depuis sa construction, terminée en 1990, l’interféromètre du Plateau de Bure est en évolution permanente.
Composé de trois antennes au début, le nombre d’antennes a doublé en dix ans et les lignes de base pratiquement triplé durant les différentes phases d’extension.
Récemment, des nouveaux récepteurs ont encore augmenté l’efficacité de l’interféromètre.
Grâce à ces développements, l’IRAM a marqué une ère nouvelle dans la recherche en radioastronomie.

Antenne équipée de récepteurs de haute sensibilité

Pendant les observations, les 6 antennes opèrent en réseau, une technique appelée interférométrie. Les antennes sont pointées vers une source céleste afin de combiner les différents signaux reçus.

La résolution obtenue est celle d’un télescope dont le diamètre correspond à l’écart maximum entre les différentes antennes.
Dans le cas de l’interféromètre de l’IRAM, cela équivaut, pour les plus grandes lignes de base, à un télescope de 760 mètres de diamètre.

La résolution spatiale de l’interféromètre de l’IRAM est si détaillée qu’il serait en mesure de distinguer deux pièces d’un centime à une distance de 5000 mètres.


Couché de soleil sur les antennes de l'interféromètre de l’Institut de Radio-Astronomie Millimétrique


Le soleil décline de plus en plus sur le Plateau de Bure et offre une autre dimension aux antennes de l'interféromètre


Contre-jour sur les antennes de l'IRAM

Les deux instruments de l’IRAM se complètent ainsi réciproquement, permettant aux astronomes d’observer des objets célestes étendus ainsi que leur structure détaillée.

Les deux observatoires de l’IRAM peuvent aussi être coordonnés avec d’autres radiotélescopes, formant ainsi un interféromètre géant avec des lignes de base intercontinentales (Very Large Baseline Interferometry).

Ce mode d’observation est particulièrement adapté à l’exploration des phénomènes cosmiques ultra-lumineux, comme l’environnement immédiat de trous noirs (quasars) ou les enveloppes de matière éjectées par des étoiles en fin de vie.

La résolution spatiale est telle, que l’on pourrait détecter une balle de golf sur... la Lune !

Cette technologie est également utilisée pour mesurer le mouvement des plaques tectoniques et pour superviser les satellites.

Au cours des 30 dernières années, les instruments de l’IRAM ont permis d’obtenir de nombreux résultats spectaculaires.


Lumière rasante sur les paraboles des antennes de l'interféromètre de l'IRAM

L’institut, dont le siège social est à Grenoble, emploie plus de 120 scientifiques, ingénieurs, techniciens et employés administratifs et exploite deux sites d’observation : un télescope de 30 mètres situé au Pico Veleta près de Grenade en Espagne et l’interféromètre du Plateau de Bure (un réseau de six antennes de 15 mètres de diamètre) dans les Hautes-Alpes françaises.

Ces deux instruments comptent parmi les meilleurs radiotélescopes au monde et sont les observatoires les plus performants dans le domaine millimétrique.




La nuit tombe sur l'interféromètre de l'IRAM du Plateau de Bure dans le Dévoluy

Etant donné la complexité de l’interférométrie, les observations au Plateau de Bure sont menées par les opérateurs de l’IRAM.

Pour acquérir une image complète d’un objet spatial, l’interférométrie utilise le mouvement de rotation de la Terre qui fait tourner lentement les antennes, permettant ainsi de balayer cet objet dans le ciel pas à pas.


Après quelques heures d’observation, les astronomes sont en mesure de restituer l’image d’une source cosmique avec une haute résolution angulaire et d’analyser en détail sa morphologie.



Des antennes pour observer le cosmos


Actuellement au Pic de Bure (2550m), 6 antennes de 15m de diamètre sont équipées de récepteurs de haute sensibilité. Pendant les observations, ces antennes, qui peuvent bouger sur des rails, sont pointées vers une source céleste. La résolution obtenue est celle d'un télescope dont le diamètre peut aller jusqu'à 760 mètres.

Les astronomes appellent ce dispositif un interféromètre. Il est capable d'explorer en détail la naissance des étoiles au cœur des nébuleuses ou encore l'évolution des galaxies primordiales aux confins de l'Univers.

Spécialisés dans la réception des ondes millimétriques, ces radiotélescopes jouent un rôle crucial en astronomie, car ils sont capables de détecter des objets enfouis dans des nuages de poussière et invisibles pour les instruments optiques.
C’est ainsi que les astronomes parviennent jusqu’aux galaxies les plus lointaines, observent les trous noirs aux confins de l’univers et tracent le fond diffus cosmologique, remontant jusqu’au Big Bang.

Permettant en outre l’exploration des molécules interstellaires et de la poussière cosmique – éléments clefs dans la formation des étoiles et des galaxies – la radioastronomie millimétrique rend possible l’étude de l’évolution de l’univers.


Grâce à leur grande sensibilité, les télescopes de l’IRAM peuvent suivre les éléments de base de la matière interstellaire aussi bien dans notre système solaire que dans la Voie Lactée jusqu’aux galaxies les plus lointaines.

Un intrus c'est glissé sur cette photo !
C'est ma tente de bivouac qui s'est pris pour un OVNI

Les télescopes ont fourni des images sensationnelles et uniques d’étoiles naissantes et en fin de vie, de trous noirs aux confins de l’univers – formés environ 870 millions d’années après le Big Bang et de disques autour de jeunes étoiles, lieu des processus chimiques complexes et véritables berceaux de formation planétaire.


De plus, la majorité des détections récentes de gaz moléculaire à distance cosmologique a été effectuée avec les deux télescopes de l’Institut de Radio-Astronomie Millimétrique

Six antennas gazing at the cosmos
The observatory of IRAM, the Plateau de Bure interferometer, is the most advanced facility existing today for millimeter radio astronomy.

Located in the Hautes-Alpes on the wide and isolated Plateau de Bure at an elevation of 2550 meters, the interferometer consists of six antennas, each 15 meters in diameter. Each antenna is equipped with state-of-the-art high-sensitivity receivers. Two rails, extending on a north-south and east-west axis, enable the antennas to be moved up to a maximum separation of 760 meters.

During observations, the six antennas function as a single telescope, a technique called interferometry. With the antennas pointing towards the same cosmic source, the signals received by each of them are subsequently combined. The angular resolution achieved during observation is that of a single telescope, whose diameter corresponds to the maximum distance between the individual antennas.

In the case of the IRAM interferometer, this is equivalent (for the longest baselines) to a telescope with a diameter of 760 meters, which can distinguish two one-cent coins placed next to each other at a distance of 5000 meters.

Due to the complexity of such an advanced antenna array system, only IRAM operators perform the observations.

Au petit matin sur le Plateau de Bure et ses antennes de l'interféromètre de l'IRAM


Les antennes brillent au soleil du matin




Le projet NOEMA
De six antennes, l'observatoire de Bure passera à douze d'ici 2018.
Le projet Noema (Northern Extended Millimeter Array), d'un coût de 40 M¤, auquel contribueraient les partenaires de l'Iram, le CNRS, l'institut Max Planck en Allemagne, et l'Institut géographique national espagnol, transformerait l'interféromètre en un nouvel instrument encore plus puissant.
« Il produirait dès lors des cartes d'objets cosmiques inobservables jusqu'à ce jour, celui de l'univers invisible à l'oeil nu. » Un travail effectué depuis l'hémisphère Nord de la Terre.

Le soleil rasant du matin illumine les antennes de l'interféromètre de l'IRAM




Eclat de soleil sur la parabole avec le Pic de Bure au loin



Un nouveau téléphérique est en construction.
L’ancien téléphérique est toujours en fonctionnement. “Il transporte uniquement du matériel”, précise le directeur de l’Iram, Pierre Cox. Le futur projet, équipé de freins de chariot, comporte deux porteurs, destinés au matériel et au personnel. Son tracé est parallèle à l’ancien. La longueur horizontale du téléphérique est de 3830m, pour un dénivelée de 1069m. Le personnel pourra se rendre sur le plateau en une quinzaine de minutes. Contrairement à l'actuel blondin, ce nouveau téléphérique sera composé de deux voies en va-et-vient. 1 voie avec cabine de 15+1 personnes et l'autre voie sera réservée au transport de marchandises avec une capacité maximale de levage de 6 tonnes. Le téléphérique permettra donc aux employés d'accéder plus facilement à l'observatoire qui se trouve à 2550 m d'altitude ; à l'heure actuel ils prennent soit l’hélicoptère, soit montent à pieds puisque aucun autre moyen d'accès existe pour s'y rendre.

Lien : Reportage de France3
NOEMA: Le nouveau radiotélescope de l'IRAM de Grenoble au Plateau de Bure

Sur l’immense Plateau de Bure, à 2 500 mètres d’altitude, les six antennes déployées par l’Iram (Institut de radioastronomie millimétrique) s’apprêtent à accueillir une septième occupante.

Cette nouvelle antenne, officiellement célébrée ce lundi 22 septembre 2014 au siège de l’institut, sur le campus de Saint-Martin d’Hères (Isère), fait partie du projet Noema (NOrthern Extended Millimeter Array), qui prévoit une extension jusqu’à 12 antennes, à horizon 2019.

En doublant ainsi la capacité totale de l’interféromètre de Bure, Noema (¹) souhaite imposer ce radiotélescope comme le plus puissant de l’hémisphère nord. L’Iram collabore au projet Alma (Atacama Large Millimeter Array) de 66 antennes installées à 5 100 m d’altitude dans le désert chilien d’Atacama, pour l’hémisphère sud.

Retour vers le Big Bang

Objectif de Noema : apporter des réponses sur nos origines et la formation de l’univers. Comment ? Alors que les télescopes optiques sont surtout sensibles à l’univers “chaud”, comme les étoiles, les radiotélescopes opérant dans les longueurs d’ondes millimétriques permettent aux chercheurs d’explorer la matière froide de l’univers. Ils peuvent ainsi détecter des objets enfouis dans les nuages de poussières cosmiques et interstellaires, allant jusqu’aux lointaines galaxies et aux trous noirs.

« Nous avons réalisé cette antenne en un peu plus d’un an, explique Karl-Friedrich Schuster, directeur de l’Iram, pour intégrer de nouvelles innovations techniques. Elle est plus performante dans le contrôle des mouvements et dans la précision de surface. Ses premières observations sont prévues en novembre. »

Aujourd’hui, elle attend de rejoindre ses aînées. Les (futures) douze antennes de Noema, en s’écartant ainsi, pourront offrir une envergure de 1 600 mètres. La résolution spatiale ainsi obtenue sera quatre fois supérieure à celle actuelle, pour une sensibilité dix fois plus grande.

(¹) Noema est cofinancé par les institutions de l’Iram : le CNRS, la Max-Planck Gesellschaft en Allemagne, l’Instituto Geografico en Espagne. Noema (CNRS-Insu/UJF, Iram) a été labellisé aux investissements d’avenir. Son coût : 50 millions d’euros.

Lien : video du CNRS > NOEMA : nouveau regard sur l'invisible


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