{"id":14565,"date":"2017-06-20T14:56:11","date_gmt":"2017-06-20T12:56:11","guid":{"rendered":"http:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/?p=14565"},"modified":"2017-08-27T15:47:39","modified_gmt":"2017-08-27T13:47:39","slug":"astronomie-entrepreneuriat-telescopes-terrestres","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-telescopes-terrestres\/","title":{"rendered":"De l’astronomie \u00e0 l’entrepreneuriat : t\u00e9lescopes terrestres"},"content":{"rendered":"

Apr\u00e8s une premi\u00e8re partie d\u00e9di\u00e9e \u00e0 l’exploration\u00a0dimensions de l\u2019Univers<\/a>, nous allons tout de suite partir \u00e0 son exploration, et surtout pour aller aussi loin que possible. On trouve quelques entrepreneurs fran\u00e7ais dans ce domaine que je vais citer, qui cherchent \u00e0 rendre plus accessibles les t\u00e9lescopes d\u2019amateurs. Le plus spectaculaire se situe cependant dans les grandes installations de t\u00e9lescopes g\u00e9ants et les technologies associ\u00e9es. L\u2019une des histoires les plus fascinantes est cependant celle des capteurs CCD et CMOS issus des avanc\u00e9es dans les t\u00e9lescopes, satellites et sondes spatiales. Les appareils photos de nos reflex et smartphones sont en effet de lointains descendants de technologies \u00e0 l\u2019origine d\u00e9velopp\u00e9es pour l\u2019exploration spatiale !<\/p>\n

Les moyens d\u2019exploration de l\u2019Univers<\/strong><\/p>\n

Nous savons que l’Homme observe le ciel depuis au moins des milliers d’ann\u00e9es. Au N\u00e9olithique, les sites de Stonehendge, Goseck, Nabta Playa t\u00e9moignent d’observations oculaires permettant de pr\u00e9dire les saisons pour l’agriculture. Dans l’antiquit\u00e9 l\u2019essor de la g\u00e9om\u00e9trie a permis les premi\u00e8res descriptions r\u00e9alistes du syst\u00e8me solaire. Et depuis le XVIIe si\u00e8cle, avec Galil\u00e9e et l’apparition de la lunette astronomique, les outils d’observation ont permis \u00e0 l’Homme d’\u00e9largir constamment sa compr\u00e9hension de l’Univers dont les dimensions se sont consid\u00e9rablement accrues au XXe si\u00e8cle.<\/p>\n

Nous disposons aujourd’hui, dans la pratique, de quatre grandes cat\u00e9gories d’outils qui vont du plus pr\u00e8s au plus loin pour explorer l’Univers<\/p>\n

L\u2019Homme a toujours voulu comprendre comme l\u2019Univers \u00e9tait structur\u00e9 et partir \u00e0 sa d\u00e9couverte. Mais l\u2019Univers est immense ! Nous disposons, dans la pratique, de quatre grandes cat\u00e9gories d\u2019outils qui vont du plus pr\u00e8s au plus loin pour explorer l\u2019Univers.<\/p>\n

Les vols habit\u00e9s <\/strong>nous m\u00e8nent habituellement en orbite basse terrestre, comme dans la station spatiale ISS o\u00f9 Thomas Pesquet a s\u00e9journ\u00e9 six mois. L\u2019Homme est all\u00e9 sur la Lune ou autour d\u2019elle dix fois entre 1968 et 1972, \u00e0 384 400 km. Nous ambitionnons d\u2019aller sur Mars, ce qui est une sacr\u00e9e paire de manche car c\u2019est tr\u00e8s loin – plus de 7 mois de voyage – et tr\u00e8s co\u00fbteux \u2013 plus de 100 milliards de dollars \u2013 pour s\u2019y rendre avec un \u00e9quipage humain. La distance entre Mars et la Terre ? Elle va de 55 \u00e0 400 millions de km selon la position orbitale des deux plan\u00e8tes. Et au-del\u00e0 ? A ce jour, rien n\u2019est pr\u00e9vu car rien n\u2019est possible au vu de nos connaissances et des technologies de propulsion que nous ma\u00eetrisons. Les vols habit\u00e9s sont donc contraints \u00e0 un petit bout du syst\u00e8me solaire qui n\u2019est qu\u2019une particule de poussi\u00e8re \u00e0 l\u2019\u00e9chelle de la Voie Lact\u00e9e comme de l\u2019Univers.<\/p>\n

Les sondes spatiales <\/strong>nous ont permis d\u2019explorer le syst\u00e8me solaire et son proche voisinage. Les sondes Voyager 1 et 2 sont celles qui sont all\u00e9es le plus loin (sch\u00e9ma ci-dessous<\/em>). Nous avons plein de sondes et de robots sur Mars. Il y en a autour de Jupiter ou Saturne. D\u2019autres observent le Soleil de mani\u00e8re continue. Mais aucun objet d\u2019origine humaine n\u2019est pour l\u2019instant v\u00e9ritablement sorti du syst\u00e8me solaire. Lanc\u00e9 en 1977, Voyager 1, est tout juste en train de sortir de l\u2019h\u00e9liosph\u00e8re. Il a parcouru 100 fois la distance Terre-Soleil, soient 15 milliards de km. Dans plus de 500 ans, il arrivera dans le nuage d\u2019Oort, une zone p\u00e9riph\u00e9rique du syst\u00e8me solaire qui contient des blocs de glace \u00e9tant \u00e0 l\u2019origine de la cr\u00e9ation de com\u00e8tes. Voyager 1 sortira v\u00e9ritablement du syst\u00e8me solaire d\u2019ici environ 20 000 ans. S\u2019il allait dans sa direction, ce qui ne me semble pas \u00eatre le cas, Voyager 1 atteindrait l\u2019\u00e9toile la plus proche, Proxima du Centaure, d\u2019ici 80 000 longues ann\u00e9es. Cette \u00e9toile qui est \u00e0 41 000 milliards de kilom\u00e8tres du Soleil. La source d\u2019\u00e9nergie principale de Voyager est une pile au plutonium qui sera \u00e9puis\u00e9e \u00e0 partir de 2025. A partir de ce moment-l\u00e0, les sondes Voyager ne nous enverront plus d\u2019informations tout en poursuivant inlassablement leur chemin.<\/p>\n

\"Slide23\"<\/a><\/p>\n

Les meilleurs espoirs en termes de vitesse avec des techniques non encore \u00e9prouv\u00e9es comme la propulsion par antimati\u00e8re nous permettraient d\u2019atteindre 1\/10 de la vitesse de la lumi\u00e8re. Donc, le voyage vers la premi\u00e8re \u00e9toile durerait 40 ans. Et bien plus pour la premi\u00e8re exoplan\u00e8te habitable. Ray Kurzweil \u00e9voque une solution dans ses ouvrages : envoyer plein de sondes dans toutes les directions pour explorer la Voie Lact\u00e9e. Mais il oublie l\u2019\u00e9cueil de la source d\u2019\u00e9nergie. Sachant qu\u2019entre les \u00e9toiles, il est difficile de recueillir de l\u2019\u00e9nergie ambiante.<\/p>\n

Les t\u00e9lescopes terrestres <\/strong>permettent d\u2019explorer une bonne part de l\u2019Univers. Leur port\u00e9e est bien plus grande que les deux pr\u00e9c\u00e9dents outils puisqu\u2019elle s\u2019\u00e9value en milliards d\u2019ann\u00e9es lumi\u00e8res. Ils fonctionnent dans le visible ainsi que dans les ondes radio, les autres longueurs d\u2019onde \u00e9tant filtr\u00e9es par l\u2019atmosph\u00e8re terrestre. Il existe de nombreuses sortes de radio-t\u00e9lescopes, \u00e0 une ou plusieurs antennes, paraboliques ou non. Plusieurs posts sont consacr\u00e9s \u00e0 ces diff\u00e9rentes cat\u00e9gories de t\u00e9lescopes dans cette s\u00e9rie.<\/p>\n

Les t\u00e9lescopes spatiaux <\/strong>permettent d\u2019aller encore plus loin en s\u2019affranchissant de l\u2019impact de l\u2019atmosph\u00e8re et de remonter encore plus dans le temps de l\u2019histoire de l\u2019Univers. On d\u00e9passe les 13 milliards d\u2019ann\u00e9es lumi\u00e8re en distance per\u00e7ue. Dans la pratique, l\u2019astronomie, la science des astres, n\u2019est pratiquement exp\u00e9rimentable qu\u2019avec des t\u00e9lescopes. Nous n\u2019avons pas d\u2019autres moyens \u00e0 disposition pour observer les \u00e9toiles et les galaxies. Nous exploitons tout le spectre \u00e9lectromagn\u00e9tique pour tirer un maximum d\u2019informations sur les \u00e9toiles et galaxies. Nous verrons que celui-ci a beaucoup de ressources \u00e0 nous apporter.<\/p>\n

\"Slide22\"<\/a><\/p>\n

L\u2019histoire des t\u00e9lescopes terrestres<\/strong><\/p>\n

L\u2019histoire du t\u00e9lescope remonte aux d\u00e9buts du XVIIe si\u00e8cle avec une s\u00e9rie rapproch\u00e9e d\u2019inventions. Le principe de la lunette t\u00e9lescopique est d\u2019abord invent\u00e9 en 1608 aux Pays Bas par Hans Lippershey, Zacharias Janssen, et Jacob Metius. Il est ensuite perfectionn\u00e9 en 1609 par Galil\u00e9e qui cr\u00e9\u00e9 la premi\u00e8re lunette d\u2019observation t\u00e9lescopique, \u00e0 base de lentille convexe pour l\u2019objectif et concave pour le viseur. La lunette utilise le principe de la r\u00e9fraction optique, perfectionn\u00e9 au XVIe si\u00e8cle. Galil\u00e9e cr\u00e9\u00e9 plusieurs lunettes dont le grossissement passe progressivement de 3 \u00e0 30.<\/p>\n

\"Galilean<\/a><\/p>\n

Galil\u00e9e utilise ses lunettes pour observer l\u2019espace et d\u00e9couvrir les phases de V\u00e9nus. Cela lui permet de confirmer les th\u00e9ories h\u00e9liocentriques. Il d\u00e9couvre aussi quatre satellites de Jupiter. Ceux-ci amen\u00e8rent le danois Oto Reimer \u00e0 d\u00e9terminer la vitesse de la lumi\u00e8re en 1674 comme nous l\u2019avons vu dans la partie pr\u00e9c\u00e9dente. Le t\u00e9lescope est am\u00e9lior\u00e9 peu apr\u00e8s en 1611 par Kepler qui utilise un objectif convexe pour le viseur, donnant un r\u00e9sultat plus pr\u00e9cis, notamment lors des changements de focale. En effet, le syst\u00e8me de viseur concave de Galil\u00e9e pose un tas de probl\u00e8mes de focalisation selon l\u2019allongement de la lunette [source : Galileo, the Telescope ans the Science of Optics in the Sixteenths Century<\/a>].<\/p>\n

Les t\u00e9lescopes \u00e0 r\u00e9fraction furent en \u0153uvre jusqu\u2019\u00e0 la fin du 19e, culminant en 1888 avec le lancement du t\u00e9lescope de l\u2019observatoire de Lick situ\u00e9 en montagne en Californie et dot\u00e9 d\u2019une optique de 92 centim\u00e8tres de diam\u00e8tre (ci-dessous<\/em>). Il permit la d\u00e9tection d\u2019ast\u00e9ro\u00efdes, de com\u00e8tes, des structures de la Voie Lact\u00e9e et du d\u00e9placement des \u00e9toiles. C\u2019est en 1839 que fut produit la premi\u00e8re photographie prise avec un t\u00e9lescope, celle de la Lune, par Fran\u00e7ois Arago. La photographie argentique fut un progr\u00e8s cl\u00e9 vis \u00e0 vis de la vision humaine, notamment en permettant des temps de pose longs.<\/p>\n

\"Lick<\/a><\/p>\n

La seconde grande g\u00e9n\u00e9ration de t\u00e9lescopes utilisa des miroirs au lieu de lentilles, permettant de s\u2019affranchir des d\u00e9fauts inh\u00e9rents \u00e0 la diffraction de la lumi\u00e8re, comme l\u2019aberration chromatique, et d\u2019augmenter leur sensibilit\u00e9 tout comme la port\u00e9e. Le premier de ces t\u00e9lescopes est cr\u00e9\u00e9 par Newton en 1668 avec un miroir de 33 mm de diam\u00e8tre. Plus tard, le L\u00e9viathan de Parsontown en 1842, dot\u00e9 d\u2019un miroir de 1,83 m de diam\u00e8tre, permis la d\u00e9couverte des lunes de Neptune et Uranus. Pendant la seconde moiti\u00e9 du 19e si\u00e8cle, les miroirs furent construits avec un rev\u00eatement en argent permettant de perdre moins de lumi\u00e8re. En 1896 fut construit un t\u00e9lescope de ce type, toujours \u00e0 l\u2019observatoire de Lick, et avec un miroir principal de la m\u00eame taille. Son guidage manuel permettant de suivre les d\u00e9placements de la voute c\u00e9leste au gr\u00e9 de la rotation de la terre sur elle-m\u00eame et autour du soleil et rendit possible la prise de clich\u00e9s photographiques (argentiques, \u00e9videmment) avec des poses de plusieurs heures. Ce t\u00e9lescope permis la d\u00e9couverte de l\u2019immensit\u00e9 de notre galaxies et d\u2019autres galaxies.<\/p>\n

La taille des t\u00e9lescopes de ce genre continua d\u2019augmenter au 20e si\u00e8cle avec les t\u00e9lescopes de 1,5 m et 2,5 m du Mont Wilson (Californie) en 1908 et 1917 qui permirent \u00e0 Edwin Hubble de d\u00e9tecter l\u2019\u00e9loignement des galaxies en fonction de leur distance et, par cons\u00e9quence, l\u2019expansion de l\u2019Univers. Un record de taille fut atteint avec le t\u00e9lescope Hale du Mont Palomar de 1949 et son miroir de 5 m\u00e8tres pesant 14,5 tonnes (ci-dessous<\/em>), \u00e9galement en Californie. Ces miroirs sont tr\u00e8s difficiles \u00e0 polir, p\u00e8sent tr\u00e8s lourds et sont peu maniables dans les t\u00e9lescopes. Les scientifiques ont arr\u00eat\u00e9 de construire ce genre de t\u00e9lescope pendant les ann\u00e9es 1990 o\u00f9 d\u2019autres types de t\u00e9lescopes se sont impos\u00e9s, utilisant des assemblages de miroirs plus petits, l\u00e9gers et mobiles. Nous les explorerons dans la partie suivante de cette s\u00e9rie.<\/p>\n

\"Telescope<\/a><\/p>\n

Les capteurs photo, du CCD au CMOS<\/strong><\/p>\n

L\u2019une des r\u00e9volutions cl\u00e9s des t\u00e9lescopes est celle de la captation num\u00e9rique des images gr\u00e2ce aux capteurs CCD. Le CCD fut invent\u00e9 en 1969 par les am\u00e9ricains William Boyle et Georges Smith, des Bell Labs, qui obtinrent pour cela le prix Nobel de physique en 2009. 40 ans plus tard, donc, il faut savoir \u00eatre patient ! Les math\u00e9maticiens sont plus chanceux puisque la m\u00e9daille Fields est d\u00e9cern\u00e9e \u00e0 des laur\u00e9ats de moins de 40 ans !<\/p>\n

L\u2019invention du CCD fut ensuite brevet\u00e9e par Michael Thompsett, \u00e9galement des Bell Labs, et mise en \u0153uvre pour la premi\u00e8re fois en 1971 dans un capteur CCD faisant une rang\u00e9e de 96 pixels. La premi\u00e8re image de t\u00e9lescope obtenue avec un capteur CCD a \u00e9t\u00e9 g\u00e9n\u00e9r\u00e9e en 1975.<\/p>\n

L\u2019usage de capteurs CCD se g\u00e9n\u00e9ralisa dans les t\u00e9lescopes au d\u00e9but des ann\u00e9es 1980. Ils am\u00e9lior\u00e8rent d\u2019un facteur 10 la captation de lumi\u00e8re des t\u00e9lescopes. A savoir qu\u2019un t\u00e9lescope de 30 cm \u00e9quip\u00e9 d\u2019un capteur CCD \u00e9quivaut \u00e0 un t\u00e9lescope de 3 m captant les images en argentique. Mais il fallut attendre les ann\u00e9es 1990 pour que leur r\u00e9solution devienne convenable.<\/p>\n

Les capteurs CCD sont \u00e0 base de technologies au silicium, comme les capteurs CMOS qui ont \u00e9t\u00e9 invent\u00e9s plus tard, mais r\u00e9utilisant la technologie CMOS exploit\u00e9e dans la fabrication de microprocesseurs depuis les ann\u00e9es 1970. Les CCD utilisent l\u2019effet photo\u00e9lectrique pour convertir les photons re\u00e7us en \u00e9lectrons qui sont capt\u00e9s dans des photosites sous forme de potentiel \u00e9lectrique dans des sortes de micro-capacit\u00e9s. Chaque pixel est capable d\u2019accumuler des charges \u00e9lectriques correspondant aux photons re\u00e7us, ce qui permet des temps de pose assez longs. C\u2019est li\u00e9 \u00e0 leur grand efficacit\u00e9 quantique, \u00e0 savoir que le ratio d\u2019\u00e9lectrons capt\u00e9s par photons re\u00e7us dans chaque photosite du capteur. Les films argentiques ont une efficacit\u00e9 quantique inf\u00e9rieure \u00e0 5%. Les capteurs CMOS du march\u00e9 sont aux alentours de 30\/40% et les capteurs CCD de l\u2019astronomie atteignent 80%. L\u2019image capt\u00e9e par les CCD est lue ligne par ligne de pixel et de mani\u00e8re analogique. C\u2019est seulement en sortie de capteur que la tension capt\u00e9e est converti en valeur num\u00e9rique pour \u00eatre ensuite stock\u00e9e puis trait\u00e9e sur ordinateurs. Avant ces capteurs, les t\u00e9lescopes terrestres et les premi\u00e8res sondes spatiales utilisaient des tubes \u00e0 vide comme dans les premi\u00e8res cam\u00e9ras de t\u00e9l\u00e9vision !<\/p>\n

\"CCD<\/a><\/p>\n

Les CCD pr\u00e9sentent l\u2019int\u00e9r\u00eat de fonctionner de mani\u00e8re lin\u00e9aire. A savoir que la tension qu\u2019ils g\u00e9n\u00e8rent pour chaque pixel est proportionnelle au nombre de photons re\u00e7us. Ce qui n\u2019est pas le cas des films argentiques utilis\u00e9s auparavant. Leurs inconv\u00e9nients sont divers : une charge \u00e9lev\u00e9e peut baver sur les photosites voisins, g\u00e9n\u00e9rant un effet d\u2019illumination d\u2019une zone surexpos\u00e9e sur son voisinage. Leur \u00e9lectronique est complexe et ils consomment beaucoup d\u2019\u00e9nergie.<\/p>\n

Les capteurs CCD ne fonctionnent que dans la lumi\u00e8re visible ou dans le proche ultra-violet et le proche infra-rouge. Pour les longueurs d\u2019onde plus courte dans l\u2019UV, le silicium devient r\u00e9fl\u00e9chissant Dans les longueurs d\u2019onde plus longues, dans l\u2019infrarouge, le potentiel \u00e9lectrique est insuffisant pour \u00eatre d\u00e9tect\u00e9.<\/p>\n

Ces capteurs ont \u00e9t\u00e9 ensuite am\u00e9lior\u00e9s avec des micro-lentilles, faisant converger les rayons lumineux \u00e0 diverses incidences vers la zone de captation de chaque pixel. Ces microlentilles permettent d\u2019utiliser des ouvertures et focales variables. Cette technique est g\u00e9n\u00e9ralis\u00e9e dans les capteurs CMOS utilis\u00e9s aujourd\u2019hui dans les applications grand public.<\/p>\n

\"Backside<\/a><\/p>\n

Les capteurs CCD sont aussi pass\u00e9s au r\u00e9tro-\u00e9clairage, avec une \u00e9lectronique analogique de r\u00e9cup\u00e9ration du signal situ\u00e9e derri\u00e8re le composant au lieu d\u2019\u00eatre du c\u00f4t\u00e9 de la r\u00e9ception de la lumi\u00e8re. C\u2019est une technique courante en photo grand public avec les capteurs CMOS-BSI que l\u2019on trouve notamment chez Sony. Avec le r\u00e9tro\u00e9clairage, l\u2019efficacit\u00e9 quantique s\u2019approche des 100%. Aujourd\u2019hui, la grande majorit\u00e9 des CCD utilis\u00e9e en astronomie est r\u00e9tro-\u00e9clair\u00e9e.<\/p>\n

Les capteurs CCD g\u00e9n\u00e8rent un bruit de fond provenant du bruit thermique et des rayons cosmiques. Celui-ci est supprim\u00e9 partiellement en prenant des photos avec l\u2019obturateur ferm\u00e9. Le r\u00e9sultat est soustrait des photos r\u00e9alis\u00e9es avec l\u2019obturateur ouvert, pour supprimer ce bruit de fond qui est en g\u00e9n\u00e9ral plut\u00f4t stable.<\/p>\n

Du c\u00f4t\u00e9 de la couleur, les capteurs CCD et CMOS du march\u00e9 de la photo et de la vid\u00e9o utilisent g\u00e9n\u00e9ralement des matrices de Bayer avec des filtres rouge, vert et bleu, avec deux fois plus de filtres verts que rouge et bleu. L\u2019\u00e9lectronique des appareils r\u00e9alise ensuite un d\u00e9matri\u00e7age qui recalcule par interpolation la valeur du rouge, du vert et du bleu pour chaque photosite du capteur qui n\u2019a dans la pratique capt\u00e9 que la valeur d\u2019une des trois couleurs primaires. Les filtres de Bayer ne sont pas utilis\u00e9s dans les capteurs CCD de t\u00e9lescopes. La technique des filtres monochromes est pr\u00e9f\u00e9r\u00e9e. Ceux-ci sont arrang\u00e9s sur une roue qui place le bon filtre devant le capteur \u00e0 tour de r\u00f4le. On peut aussi utiliser des filtres infrarouges ou UV, les capteurs CCD y \u00e9tant sensibles. Ces filtres et leur m\u00e9canique sont \u00e9videmment embarrassants et faiblement miniaturis\u00e9s.<\/p>\n

\"Filtres<\/a><\/p>\n

Cette technique permet de ne pas perdre en r\u00e9solution et en sensibilit\u00e9. Elle est aussi adapt\u00e9e \u00e0 un sujet qui ne bouge pas ! Mais les \u00e9toiles bougent dans le ciel ! Les t\u00e9lescopes utilisent donc divers syst\u00e8mes de guidage automatiques qui servent \u00e0 suivre le mouvement des \u00e9toiles dans la vo\u00fbte c\u00e9leste, au gr\u00e9 de la rotation de la Terre sur elle-m\u00eame et de celle-ci autour du Soleil. Ils s\u2019appuient g\u00e9n\u00e9ralement sur un second capteur CCD \u2013 associ\u00e9s \u00e9ventuellement \u00e0 une optique \u00e0 champ large – qui d\u00e9tecte le mouvement des \u00e9toiles pendant la prise de vue et d\u00e9place le t\u00e9lescope au fur et \u00e0 mesure.<\/p>\n

Les t\u00e9lescopes ne g\u00e9n\u00e8rent pas que de l\u2019imagerie traditionnelle. On les utilise aussi pour analyser le spectre lumineux \u00e9mis par les \u00e9toiles et les galaxies, via la technique de la spectrographie, qui via un prisme, d\u00e9compose une onde lumineuse dans ses composantes en fr\u00e9quences (couleurs). L\u2019interf\u00e9rom\u00e9trie est \u00e9galement utilis\u00e9e, pour am\u00e9liorer la r\u00e9solution des images re\u00e7ues en exploitant plusieurs miroirs. Dans tous ces cas-l\u00e0, la captation se fait toujours avec des CCD.<\/p>\n

Les capteurs CCD du march\u00e9 proviennent de diff\u00e9rentes sources comme On Semiconductor<\/a> qui a fait l\u2019acquisition du business des capteurs de Kodak en 2014, l\u2019Anglais E2V, anciennement Marconi CCD, Dalsa qui fait partie du groupe am\u00e9ricain Teledyne depuis 2010, Sharp<\/a>, Fairchild Imaging, Sony et Oxford Instruments qui a fait l\u2019acquisition en 2014 de l\u2019Irlandais Andor<\/a>.<\/p>\n

\"CCD<\/a><\/p>\n

Les capteurs photos et vid\u00e9o CMOS sont une retomb\u00e9e \u00e9tonnante des industries spatiales. Ils sont invent\u00e9s par l\u2019Am\u00e9ricain Eric R. Fossum en 1995 qui travaillait jusqu\u2019\u00e0 pr\u00e9sent sur les capteurs CCD embarqu\u00e9s dans les satellites et sondes spatiales au JPL de la NASA. Voulant all\u00e9ger les capteurs CCD qui \u00e9taient bien trop lourd et consommateurs d\u2019\u00e9nergie, il invente donc les capteurs CMOS qui s\u2019appuient notamment sur un syst\u00e8me de lecture des pixels plus rapide et efficace [sources : Camera-on-a-Chip: Technology Transfer From Saturn to Your Cell Phone<\/a> par Eric R. Fossum et Digital Camera System on a Chip<\/a> (1998) du m\u00eame auteur]. Il cr\u00e9\u00e9 la soci\u00e9t\u00e9 fabless Photobit Corporation pour commercialiser son invention. Elle est acquise par l\u2019am\u00e9ricain Micron en 2001. Les entreprises am\u00e9ricaines appr\u00e9ciaient la technologie CMOS car elle r\u00e9exploitait des lignes de production de m\u00e9moires et processeurs CMOS, tandis que la production de CCD \u00e9tait le domaine de soci\u00e9t\u00e9s asiatiques et europ\u00e9ennes. Mais les asiatiques ont depuis largement repris le contr\u00f4le de cette industrie (Omnivision, Sony, Samsung, \u2026).<\/p>\n

L\u2019histoire du CMOS est plut\u00f4t ironique. L\u2019invention visait \u00e0 perfectionner le CCD pour se d\u00e9barrasser de certaines de ses limitations dans les sondes spatiales, notamment au niveau poids et consommation \u00e9lectrique. Mais les t\u00e9lescopes terrestres et spatiaux actuels continuent de s\u2019appuyer sur des capteurs CCD, gr\u00e2ce \u00e0 leurs forces et malgr\u00e9 leurs nombreuses faiblesses que n\u2019ont pas les capteurs CMOS. Ils pr\u00e9sentent toujours une sensibilit\u00e9 meilleure que celle des capteurs CMOS.<\/p>\n

\"CCD<\/a><\/p>\n

De leur c\u00f4t\u00e9, les CMOS ont d\u00e9mocratis\u00e9 la captation vid\u00e9o et photo dans le grand public. C\u2019est la technologie dominante int\u00e9gr\u00e9e dans tous les appareils photos, cam\u00e9ras et smartphones grand public d\u2019aujourd\u2019hui. C\u2019est m\u00eame le cas pour les cam\u00e9ras vid\u00e9o professionnelles, jusqu\u2019aux cam\u00e9ras 4K haut de gamme Sony et autres RED et Arri qui servent aux tournages dans le cin\u00e9ma et pour les s\u00e9ries TV. Des capteurs CMOS sont cependant utilis\u00e9s dans les t\u00e9lescopes amateurs \u00e0 d\u00e9faut de l\u2019\u00eatre dans les grands t\u00e9lescopes ou t\u00e9lescopes spatiaux. Ils le sont aussi dans les cam\u00e9ras embarqu\u00e9es dans des robots d\u2019exploration tels que Curiosity.<\/p>\n

\"JPAS<\/a><\/p>\n

L\u2019un des des plus gros capteurs CCD du march\u00e9 est le E2V<\/strong> CCD290\u201099 avec ses 9216 X 9232 pixels de 10 \u03bcm \u00e9tal\u00e9s sur une surface de 92 X 92 mm. Il est notamment utilis\u00e9 dans le t\u00e9lescope espagnol du J-PAS <\/strong>(Javalambre Physics-of-the-Accelerating-Universe Astrophysical Survey) qui comprend un \u201cfocal plane array\u201d, une matrice de 14 de ces capteurs CCD faisant un total de 1,2 Gpixels (ci-dessus<\/em>). Ce syst\u00e8me est compl\u00e9t\u00e9 d\u2019un s\u00e9lecteur de 56 filtres diff\u00e9rents dans le proche infrarouge. Au lieu de la trichromie dans le visible, nous avons donc de la 56-chromie dans l\u2019infrarouge. Ce t\u00e9lescope sert \u00e0 faire de la photom\u00e9trie pour analyser le d\u00e9calage vers le rouge de millions de galaxies pour comprendre la structure volum\u00e9trique de l\u2019Univers et de son expansion. Le t\u00e9lescope est modeste, avec un miroir de 2,55 m. Les capteurs sont r\u00e9frig\u00e9r\u00e9s pour am\u00e9liorer leur sensibilit\u00e9.<\/p>\n

Pour en savoir plus sur les CCD utilis\u00e9s en astronomie et en particulier sur les contributions fran\u00e7aises du domaine, je vous recommande la pr\u00e9sentation\u00a0Imagerie CCD en astronomie<\/a> d’Olivier\u00a0Boulade du Service d\u2019Astrophysique du CEA\/DAPNIA. Elle date de 2007 mais reste d’actualit\u00e9. Surtout dans la mesure o\u00f9 la grande majorit\u00e9 des capteurs CCD utilis\u00e9s dans les t\u00e9lescopes terrestres et spatiaux ont \u00e9t\u00e9 con\u00e7us bien avant cette date !<\/p>\n

Les capteurs CCD et CMOS ne sont pas les seuls utilis\u00e9s dans les observations astronomiques. Des capteurs utilisant des semiconducteurs diff\u00e9rents du silicium (Gallium, Indium) sont utilis\u00e9s pour l\u2019infrarouge moyen. Ce sont des IRFPA (Infrared Focal Plane Array) fabriqu\u00e9s sur un substrat photosensible \u00e0 base de tellurure de mercure-cadmium.<\/p>\n

\"Capteur<\/a><\/p>\n

Enfin, les bolom\u00e8tres sont des instruments de mesure utilis\u00e9s dans les radio-t\u00e9lescopes \u00e0 antenne paraboliques pour capter les ondes radios. Nous aurons l\u2019occasion de nous pencher dessus dans un autre \u00e9pisode.<\/p>\n

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Dans l\u2019\u00e9pisode suivant<\/a>, nous ferons un tour des technologies mises en \u0153uvre dans les t\u00e9lescopes terrestres les plus r\u00e9cents : optiques actives et adaptatives, guidage et calibrage laser, interf\u00e9rom\u00e9trie, spectrographie, etc. Le tout accompagn\u00e9 d\u2019un tour du monde des plus grands t\u00e9lescopes terrestres jamais construits. Avant de d\u00e9couvrir ensuite ceux que l\u2019on envoie dans l\u2019espace et qui sont tout aussi fascinants.
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Voici les pointeurs sur les douze \u00e9pisodes de cette s\u00e9rie dans leur ordre de parution :
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De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : l’Univers<\/a>
De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : t\u00e9lescopes terrestes<\/a>
De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : grands t\u00e9lescopes<\/a>
De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : t\u00e9lescopes g\u00e9ants<\/a>
De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : radiot\u00e9lescopes<\/a>
De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : interf\u00e9rom\u00e8tres<\/a>
De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : t\u00e9lescopes spatiaux<\/a>
De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : t\u00e9lescopes spatiaux dans le visible<\/a>
De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : t\u00e9lescopes spatiaux dans l\u2019infrarouge<\/a>
De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : t\u00e9lescopes spatiaux dans les rayons gamma, X et UV et ondes radio<\/a>
De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : les exoplan\u00e8tes<\/a>
De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : entrepreneurs<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Apr\u00e8s une premi\u00e8re partie d\u00e9di\u00e9e \u00e0 l’exploration\u00a0dimensions de l\u2019Univers, nous allons tout de suite partir \u00e0 son exploration, et surtout pour aller aussi loin que possible. On trouve quelques entrepreneurs fran\u00e7ais dans ce domaine que je vais citer, qui cherchent \u00e0 rendre plus accessibles les t\u00e9lescopes d\u2019amateurs. Le plus spectaculaire se situe cependant dans les […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[4],"tags":[2881,2875,2876,2879,2877,2878,2882,1763,2874,2880],"class_list":["post-14565","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-actualites","tag-alma","tag-ccd","tag-cmos","tag-eelt","tag-eso","tag-jpl","tag-lgs","tag-nasa","tag-telescopes","tag-vlt"],"views":17124,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/14565","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=14565"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/14565\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=14565"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=14565"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=14565"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}