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INTENSE-LOTUCE

LOTUCE : un moniteur de la turbulence dans les coupoles du VLTI pour l’E-ELT :

Pour le projet européen E-ELT, il est important de prendre en compte la turbulence due à l’environnement immédiat du télescope si l’on veut optimiser ses performances. En contraste avec le reste de l’atmosphère, la couche de surface (CS) est affectée par la turbulence liée aux caractéristiques du sol et de l’environnement (convection, rugosité, obstacles...). On a proposé à l’ESO un concept instrumental pour la caractérisation de la CS et la turbulence à l’intérieur du dôme. Depuis, l’instrument LOTUCE (LOcal TUrbulence Experiment) a vu le jour grâce au soutien de l’ESO. LOTUCE consiste en quatre faisceaux laser parallèles issus d’une source (diode laser) traversant la turbulence à des endroits différents (figure ci-après). Les bases peuvent être ajustées pour mieux échantillonner la fonction covariance des fluctuations qui est caractéristique du modèle de la turbulence. Une fois que les lasers traversent la zone turbulente, ils sont renvoyés par des miroirs et lames séparatrices vers un télescope de 12cm au foyer duquel une caméra CCD est placée pour enregistrer les images des 4 spots provenant des faisceaux lasers. Les déplacements des spots sont déterminés par une méthode barycentrique permettant de remonter aux fluctuations des fronts d’onde. Les statistiques de ces fluctuations permettent d’extraire les paramètres de la turbulence particulièrement le paramètre de Fried, le temps de cohérence et l’échelle externe. La fonction de covariance déduite des mesures est confrontée aux courbes théoriques pour statuer sur le modèle de turbulence.

L’instrument a été développé et testé en laboratoire aussi bien à l’ESO à Garching qu’à l’Observatoire de la Côte d’Azur. Les résultats obtenus sont fort intéressants et ont permis de valider le concept. Depuis l’automne 2011, plusieurs campagnes ont été organisées dans la coupole d’un télescope de 1.5m à l’Observatoire de La Silla. Les résultats ont été soumis à l’ESO qui a accepté de procéder à l’ultime étape de ce programme qui consiste en des mesures dans les coupoles du VLTI à Paranal en 2015.
 

 Schéma de principe de l’instrument Lotuce/Intense.

 
INTENSE : un moniteur pour la caractérisation et la modélisation de la turbulence dans un laboratoire d’instrumentation pour l’observation spatiale : Dans le cadre d’un programme de recherche avec Thales Alenia Space pour la caractérisation de la turbulence locale, un instrument baptisé INTENSE (INdoor TurbulENce SEnsor) a été développé basé sur le concept de LOTUCE. Un travail spécifique a effectué sur INTENSE consistant en la stabilisation mécanique de l’instrument pour éviter les vibrations. Ce travail a consisté en l’utilisation d’amortisseurs spécifiques et une meilleure configuration de la structure mécanique utilisée comme support des bancs d’émission et de réception. L’instrument INTENSE est installé depuis mai 2013 dans les salles blanches de Thales (figure ci-après) pour une caractérisation complète de celles-ci. Les résultats obtenus sont fort intéressants montrant l’impact du système de ventilation pour éviter le dépôt des particules sur les optiques, dans la génération de la turbulence.
 

 
Vue d’ensemble de l’installation de l’instrument INTENSE dans un caisson de tests d’instruments d’observation spatiale dans les laboratoires de Thales Alenia Space à Cannes-La-Bocca.