LESIA - Observatoire de Paris

Observatoire Virtuel

vendredi 12 février 2016, par Stéphane Erard

Les systèmes d’Observatoires Virtuels constituent un complément aux méthodes d’observation classiques : plutôt que de multiplier les demandes nouvelles sur les grands instruments, il s’agit de favoriser les fouilles systématiques dans des archives existantes, et de permettre le traitement de données anciennes à l’aide d’outils génériques de pointe.

Le projet d’Observatoire Virtuel (OV) repose sur la mise en commun et l’interconnection, à l’échelle internationale, de toutes les banques de données numériques et d’outils d’analyse développés dans les domaines de l’Astronomie et de l’Astrophysique. Les objectifs sont d’optimiser l’exploitation de données déjà acquises en en facilitant l’accès, de permettre des comparaisons entre données d’origine et de nature différentes, et d’accélérer les traitements en utilisant des méthodes standardisées et des grilles de calcul.

Plusieurs projets ont vu le jour au début des années 2000 avec cette ambition. Face à l’émergence de projets OV de plus en plus nombreux, l’ensemble des membres de la communauté a décidé de créer une alliance internationale, l’IVOA (International Virtual Observatory Alliance) dans le but de coordonner les efforts et d’offrir des capacités globales à l’Observatoire Virtuel. L’IVOA définit notamment les standards utilisés dans le domaine OV au niveau mondial.

Le LESIA a une activité de développement de bases de données thématiques, notamment autour des projets instrumentaux et des programmes d’observation menés au laboratoire. Les bases de données nouvelles utilisent maintenant systématiquement les standards OV pour le catalogage et l’accès aux données. Le LESIA s’appuie sur la structure VO-Paris Data Centre, commune à l’Observatoire de Paris, pour l’implémentation de ces standards et de services de haut niveau sur les bases de données.

L’Observatoire Virtuel en Astronomie

L’astronomie des objets lointains s’est historiquement organisée en premier, les objectifs immédiats étant de croiser différents catalogues d’objets célestes, en particulier les archives des grands télescopes terrestres et spatiaux à diverses longueurs d’onde. Un autre objectif immédiat était de standardiser les méthodes d’accès aux données et de fournir des outils génériques de visualisation et d’analyse. L’OV en Astronomie se développe maintenant en incluant d’une part des résultats de simulations, d’autre part des bases de données acquises en laboratoire permettant d’interpréter les observations.

Les programmes structurants en France sont actuellement Euro-VO (héritier du programme AVO financé par la Commission Européenne, réunissant l’ESO, l’ESA et plusieurs agences nationales) et l’ASOV (Action Spécifique Observatoire Virtuel de l’INSU et du CNES) qui répercute cette organisation au niveau national. Dans ce cadre, VO-Paris Data Centre contribue à la définition des standards utilisés par l’IVOA, et développe des outils spécifiques pour l’OV.

L’Observatoire Virtuel en Physique solaire

En ce qui concerne l’étude du Soleil, la base de données BASS2000 du LESIA collecte les observations sol de divers instruments français. Elle est intégrée à un OV solaire européen, l’EGSO (European Grid of Solar Observations). Le LESIA est également partenaire du projet HELIO (Heliophysics Integrated Observatory) qui vise à connecter ces aspects solaires aux observations des magnétosphères planétaires et du vent solaire.

La logique est très différente de celle de l’OV en Astronomie, puisqu’elle repose sur le suivi d’événements et non d’objets : un des points majeurs est d’étudier la propagation de tels événements depuis la surface du Soleil à travers le Système solaire, ce qui suppose de savoir mettre en relation des mesures effectuées à différents endroits et par différents moyens (observations télescopiques du Soleil, sondes planétaires orbitales...).

L’Observatoire Virtuel en Planétologie

L’étude du Système solaire se prête plus difficilement à ce type d’organisation, à cause d’une part de la diversité des formats utilisés en pratique, d’autre part de la grande variabilité intrinsèque des données. Celles-ci incluent à la fois des mesures sur le fond de ciel (mais contrairement aux étoiles et aux galaxies, les objets du Système solaire n’ont pas de position fixe sur le ciel) et des mesures résolues en orbite (repérées en latitude et longitude à la surface de chaque corps) ; elles concernent aussi bien les surfaces que la structure interne des planètes, leurs atmosphères ou leurs magnétosphères, et sont selon le cas bi- ou tridimensionnelles ; enfin, elles décrivent fréquemment des phénomènes variables à différentes échelles de temps (diurne, saisonnière, séculaire).

Ce domaine a néanmoins commencé à s’organiser de façon globale dans le cadre du programme EuroPlaNet-RI (financé par l’Union Européenne, 2009-2012) en suivant les recommandations de l’IPDA (International Planetary Data Alliance) qui cherche à harmoniser au niveau mondial les méthodes d’archivage des données spatiales planétaires.

L’activité Europlanet-IDIS avait pour objectif de mettre en place les bases d’un OV européen en Planétologie. Dans ce cadre, VO-Paris Data Centre (et à travers lui le LESIA et l’IMCCE) se sont impliqués dans la définition des standards OV utilisés, dans le développement de services à valeur ajoutée sur les données (outils de visualisation et de traitement) et dans la mise en place de bases de données nouvelles. VO-Paris et le LESIA étaient également responsables du nœud Dynamique et Matière extraterrestre et participaient à la coordination du nœud Plasmas planétaires d’Europlanet-IDIS.

Cette activité s’est développée dans le programme Europlanet-H2020-RI (2015-2019), dont l’Observatoire pilote l’activité VESPA. L’objectif est de multiplier les services de données accessibles pour la Planétologie et la Physique solaire, de développer les outils de visualisation et d’analyse, et de commencer à implémenter des services de traitement de données en ligne.