Observatoire de Paris Institut national de recherche scientifique français Univerité Pierre et Marie Curie Université Paris Diderot - Paris 7

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Observatoire Virtuel

dimanche 11 juin 2017, par Stéphane Erard

Les systèmes d’Observatoires Virtuels constituent un complĂ©ment aux mĂ©thodes d’observation classiques : plutĂ´t que de multiplier les demandes nouvelles sur les grands instruments, il s’agit de favoriser les fouilles systĂ©matiques dans des archives existantes, et de permettre le traitement de donnĂ©es "anciennes" Ă  l’aide d’outils gĂ©nĂ©riques de pointe.

Le projet d’Observatoire Virtuel (OV) repose sur la mise en commun et l’interconnection, Ă  l’Ă©chelle internationale, de toutes les bases de donnĂ©es numĂ©riques et d’outils d’analyse dĂ©veloppĂ©s dans les domaines de l’Astronomie et de l’Astrophysique. Les objectifs sont d’optimiser l’exploitation de donnĂ©es dĂ©jĂ  acquises en en facilitant l’accès, de permettre des comparaisons entre donnĂ©es d’origine et de nature diffĂ©rentes, et d’accĂ©lĂ©rer les traitements en utilisant des mĂ©thodes standardisĂ©es et des grilles de calcul.

Plusieurs projets ont vu le jour au dĂ©but des annĂ©es 2000 avec cette ambition. Face Ă  l’Ă©mergence de projets OV de plus en plus nombreux, l’ensemble des membres de la communautĂ© a dĂ©cidĂ© de crĂ©er une alliance internationale, l’IVOA (International Virtual Observatory Alliance) dans le but de coordonner les efforts et d’offrir des capacitĂ©s globales Ă  l’Observatoire Virtuel. L’IVOA dĂ©finit notamment les standards utilisĂ©s dans le domaine OV au niveau mondial.

Le LESIA a une activitĂ© de dĂ©veloppement de bases de donnĂ©es thĂ©matiques, notamment autour des projets instrumentaux et des programmes d’observation menĂ©s au laboratoire. Les bases de donnĂ©es nouvelles utilisent maintenant systĂ©matiquement les standards OV pour le catalogage et l’accès aux donnĂ©es. Le LESIA s’appuie sur le Centre d’Expertise RĂ©gional Paris Astronomical Data Centre (PADC), structure commune Ă  l’Observatoire de Paris, pour l’implĂ©mentation de ces standards et de services de haut niveau sur les bases de donnĂ©es.

L’Observatoire Virtuel en Astronomie

Croiser les catalogues astronomiques
Croiser les catalogues astronomiques

L’astronomie des objets lointains s’est historiquement organisĂ©e en premier, les objectifs immĂ©diats Ă©tant de croiser diffĂ©rents catalogues d’objets cĂ©lestes, en particulier les archives des grands tĂ©lescopes terrestres et spatiaux Ă  diverses longueurs d’onde. Un autre objectif immĂ©diat Ă©tait de standardiser les mĂ©thodes d’accès aux donnĂ©es et de fournir des outils gĂ©nĂ©riques de visualisation et d’analyse. L’OV en Astronomie se dĂ©veloppe maintenant en incluant d’une part des rĂ©sultats de simulations, d’autre part des bases de donnĂ©es acquises en laboratoire permettant d’interprĂ©ter les observations.

Les programmes structurants en France sont actuellement Euro-VO (hĂ©ritier du programme AVO financĂ© par la Commission EuropĂ©enne, rĂ©unissant l’ESO, l’ESA et plusieurs agences nationales) et l’ASOV (Action SpĂ©cifique Observatoire Virtuel de l’INSU et du CNES) qui rĂ©percute cette organisation au niveau national. Dans ce cadre, VO-Paris Data Centre contribue Ă  la dĂ©finition des standards utilisĂ©s par l’IVOA, et dĂ©veloppe des outils spĂ©cifiques pour l’OV.

L’Observatoire Virtuel en Physique solaire

Eruption solaire le 14/7/2000
Eruption solaire le 14/7/2000

DĂ©tection automatique des structures solaires avec HELIO

En ce qui concerne l’Ă©tude du Soleil, la base de donnĂ©es BASS2000 du LESIA collecte les observations sol de divers instruments français. Elle est intĂ©grĂ©e Ă  un OV solaire europĂ©en, l’EGSO (European Grid of Solar Observations). Le LESIA est Ă©galement partenaire du projet HELIO (Heliophysics Integrated Observatory) qui vise Ă  connecter ces aspects solaires aux observations des magnĂ©tosphères planĂ©taires et du vent solaire.

La logique est très diffĂ©rente de celle de l’OV en Astronomie, puisqu’elle repose sur le suivi d’évĂ©nements et non d’objets : un des points majeurs est d’étudier la propagation de tels Ă©vĂ©nements depuis la surface du Soleil Ă  travers le Système Solaire, ce qui suppose de savoir mettre en relation des mesures effectuĂ©es Ă  diffĂ©rents endroits et par diffĂ©rents moyens (observations tĂ©lescopiques du Soleil, sondes planĂ©taires orbitales...).

L’Observatoire Virtuel en PlanĂ©tologie

L’Ă©tude du Système Solaire se prĂŞte plus difficilement Ă  ce type d’organisation, Ă  cause d’une part de la diversitĂ© des formats utilisĂ©s en pratique, d’autre part de la grande variabilitĂ© intrinsèque des donnĂ©es. Celles-ci incluent Ă  la fois des mesures sur le fond de ciel (mais contrairement aux Ă©toiles et aux galaxies, les objets du Système Solaire n’ont pas de position fixe sur le ciel) et des mesures rĂ©solues en orbite (repĂ©rĂ©es en latitude et longitude Ă  la surface de chaque corps) ; elles concernent aussi bien les surfaces que la structure interne des planètes, leurs atmosphères ou leurs magnĂ©tosphères, et sont selon le cas bi- ou tridimensionnelles ; enfin, elles dĂ©crivent frĂ©quemment des phĂ©nomènes variables Ă  diffĂ©rentes Ă©chelles de temps (diurne, saisonnière, sĂ©culaire).

Principe de VESPA
Principe de VESPA

Ce domaine a nĂ©anmoins commencĂ© Ă  s’organiser de façon globale dans le cadre du programme EuroPlaNet-RI financĂ© par l’Union EuropĂ©enne (2009-2012) en suivant les recommandations de l’IPDA (International Planetary Data Alliance) qui cherche Ă  harmoniser au niveau mondial les mĂ©thodes d’archivage des donnĂ©es spatiales planĂ©taires.

L’activitĂ© Europlanet-IDIS avait pour objectif de mettre en place les bases d’un OV europĂ©en en PlanĂ©tologie. Dans ce cadre, VO-Paris Data Centre (et Ă  travers lui le LESIA et l’IMCCE) se sont impliquĂ©s dans la dĂ©finition des standards OV, dans le dĂ©veloppement de services Ă  valeur ajoutĂ©e sur les donnĂ©es (outils de visualisation et de traitement) et dans la mise en place de bases de donnĂ©es nouvelles. PADC et le LESIA Ă©taient Ă©galement responsables du nĹ“ud Dynamique et Matière extraterrestre et participaient Ă  la coordination du nĹ“ud Plasmas planĂ©taires d’Europlanet-IDIS.

Cette activitĂ© s’est dĂ©veloppĂ©e dans le programme Europlanet-H2020-RI (2015-2019), dont l’Observatoire de Paris pilote l’activitĂ© VESPA. L’objectif est de multiplier les services de donnĂ©es accessibles pour la PlanĂ©tologie et la Physique solaire, de dĂ©velopper les outils de visualisation et d’analyse, et de commencer Ă  implĂ©menter des services de traitement de donnĂ©es en ligne. Le portail VESPA permet la fouille de donnĂ©es dans de nombreux services en ligne.