LESIA - Observatoire de Paris

Soutenance de thèse de Martin Pertenais le vendredi 14 octobre 2016

mercredi 5 octobre 2016

La soutenance aura lieu le vendredi 14 octobre 2016 à 14h00 dans la salle de conférence du Château (bâtiment 9) sur le site de Meudon.

Titre de thèse

Spectropolarimétrie stellaire UV et visible depuis l’espace

Directeurs de thèse

Pascal Petit (IRAP) et Coralie Neiner (LESIA)

Résumé

La première partie de ma thèse consistait à concevoir le design optique du module polarimétrique pour le spectropolarimètre de la mission Arago, dans le cadre du consortium UVMag. J’ai donc étudié et recherché différents concepts innovants qui pourraient s’adapter aux contraintes très particulières de cet instrument. En effet, les spécifications imposent l’utilisation d’un unique polarimètre pour tout le domaine spectral [119-888] nm. Les contraintes du spatial s’ajoutent à cela avec un besoin de compacité, légèreté et robustesse. Je me suis concentré sur 2 concepts de polarimètre différents, un premier basé sur le module de polarisation de l’instrument X-Shooter avec une modulation temporelle de la polarisation et une achromatisation des efficacités d’extraction des paramètres de Stokes et un second basé sur une modulation spatiale de la polarisation, permettant d’obtenir un polarimètre statique. J’ai adapté ces 2 concepts aux spécificités d’Arago et intégré ces 2 systèmes au design optique global de l’instrument. Le premier concept de modulation temporelle a été choisi pour l’instrument d’Arago qui a été soumis à l’ESA dans le cadre des appels Cosmic Vision M4 et M5.

Dans un deuxième temps, l’objectif de ma thèse était de prouver la faisabilité des concepts évoqués plus haut. En pratique, il s’agissait d’amener les deux prototypes à un niveau de maturité suffisant pour être embarqués sur une mission spatiale, c’est-à-dire démontrer en laboratoire le fonctionnement du module de polarisation. Le banc optique pour le prototype à modulation spatiale statique, montre des résultats très encourageants. En effet, je retrouve la modulation de polarisation attendue et la comparaison avec la théorie et mes simulations est excellente. J’obtiens une précision de mesure de l’état de polarisation de 10−2. Le banc optique concernant le prototype à modulation temporelle a été monté pour comparer ses performances avec le premier. Les premiers résultats donnent des précisions de mesure des paramètres de Stokes de l’ordre de 10−3. Ceci confirme donc le choix de ce concept comme baseline pour Arago. Ce polarimètre à modulation temporelle a ensuite été adapté à un télescope de 60 cm et à un spectrographe haute-résolution pour mesurer des champs magnétiques stellaires et ainsi obtenir une démonstration technologique de ce concept encore plus complète sur des étoiles réelles.