Comment avez-vous trouvé la Nuit des chercheurs ?

Dans le nuit du 24 au 25 septembre se tenait la 6^ème Nuit des chercheurs dans 18 villes françaises. Ces rencontres entre les chercheurs et le grand public sont l’occasion de mieux comprendre les métiers de la recherche et, peut-être, donner l’envie aux plus jeunes de se tourner vers les sciences.

A Toulouse, l’opération était organisée par le CNRS, l’INSERM, l’INRA, l’INP, l’Observatoire Midi-Pyrénées et la Cité de l’espace. Il y avait beaucoup de monde à la Cité de l’espace dans les salles et le hall de l’Astralia. Peut-être un peu trop par rapport à la taille des salles. C’est la rançon du succès et, l’an prochain, il faudra certainement imaginer une nouvelle disposition, pour que les rencontres avec les chercheurs restent toujours aussi conviviales.

Les trois photographies suivantes donnent une petite idée de l’ambiance et de l’affluence dans la salle Vega, là où les équipes de recherche présentaient leurs activités et discutaient avec le public. Il y avait également, animé par les doctorants de l’association Plume, le Speed Cherching au restaurant « Espace 149 », où le public s’installe à la table d’un chercheur pour découvrir son domaine d’étude. Les « Mini-chercheurs », avec l’association les Petits Débrouillards, permettait aux plus jeunes, dès 7 ans, de faire des expériences scientifiques.

Un aperçu de la Nuit des chercheurs à Toulouse à la Cité de l'espace.
Crédit image : Gédéon (Planète Sciences Midi-Pyrénées)

Parmi les différentes disciplines présentées, j’ai noté deux sujets en lien direct avec le thème du blog « Un autre regard sur la Terre » :

La présentation de Sébastien Le Corre, du département Géographie et Aménagement de l’université Toulouse II ("Institut Daniel Faucher") sur les études d’impact des projets d’aménagement du territoire, s’appuyant en particulier sur les images des satellites Spot.
A l’occasion des 50 ans du laser, un dispositif expérimental spectaculaire mettant en évidence les propriétés et les applications du laser.

Une illustration des travaux de recherche de Sébastien Lecorre (Université Toulouse II).
Crédit image : Sébastien Lecorre

Le laser fête ses cinquante ans

Le terme laser signifie « light amplification by stimulated emission of radiation » (en français : « amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement »).

Albert Einstein décrit le principe de l’émission stimulée dès 1917. En 1950, Alfred Kastler imagine un procédé de pompage optique et, après de nombreux travaux théoriques et expérimentaux, c’est en 1960 que le physicien américain Théodore Maiman réussit à produire une émission laser au moyen d'un cristal de rubis : le LASER est né.

Laser et télédétection :

Le laser est utilisé en observation de la terre, même si cet usage n’est pas encore très répandu. Un faisceau Laser peut assurer la transmission des données entre un satellite d’observation et un satellite relais en orbite géostationnaire. C’est par exemple le cas pour le satellite d’observation Spot 4 et le satellite de télécommunication Artemis : le système Silex utilise un faisceau Laser comme support de transmission, permettant de réduire considérablement le délai entre l’acquisition des images et leur livraison au sol. Dans le cas de Silex, le débit est de l’ordre de 50 mégabits par seconde. Le principal défi est la précision du pointage : le faisceau très fin doit « illuminer » le récepteur alors que la vitesse de Spot 4 sur son orbite est de l’ordre de 28000 km/h.

Le laser est également utilisé comme instrument de mesure en télédétection. La télédétection par laser ou LIDAR (acronyme anglais signifiant « Light Detection and Ranging »), est une technique de mesure optique, utilisant une lumière laser renvoyée par l’objet observé vers son émetteur. Comme le radar basé sur des ondes radio, le lidar utilise la lumière. La distance d’un objet est obtenue par la mesure du délai entre l'impulsion et la détection du signal réfléchi. Parmi les satellites d’observation utilisant le Lidar, on peut citer CALIPSO (Cloud Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations), projet de coopération entre le CNES et la NASA lancé et 2006. Ses instruments permettent d'étudier les impacts radiatifs des nuages et des aérosols. Son objectif est d'améliorer la connaissance du climat. CALIPSO fait partie de la constellation A-Train, consacrée à l'observation des nuages, des aérosols et du cycle de l'eau, avec Cloudsat et PARASOL (dont la mission s’est achevée fin 2009).

Parmi les projets les plus ambitieux du point du vue technique, il y a également la mission ADM-Aeolus.

La lampe merveilleuse d’Aladin : une épée Laser pour découper l’atmosphère en tranches fines

Le satellite ADM AEOLUS est une des missions du programme Earth Explorer de l’agence spatiale européenne (ESA). Le lancement est prévu en mai 2011. ADM-Aeolus (Atmospheric Dynamics Mission) a pour objectif d’améliorer la connaissance des vents à l’échelle de la planète. L’expérience principale ADM-Aeolus est un lidar anémométrique à effet Doppler : ALADIN (Atmospheric LAser Doppler INstrument) en suivant la trajectoire du satellite, un faisceau LASER traverse l’atmosphère de haut en bas. La lumière réfléchie est mesurée pour déterminer la force et la direction des vents par niveau d’altitude, mais également les taux d’humidité et de poussières présentes dans l’atmosphère. La performance consiste à mesurer des intensités lumineuses très faibles et à reconstituer les caractéristiques de chaque tranche de l’atmosphère. Le capteur ALADIN fournit une imagerie de Mie (impulsions reflétées par les aérosols et les nuages) et de Rayleigh (réflexions moléculaires). Dans la mythologie grecque, Aeolus (Eole) désigne le gardien des vents.

ADM Aeolus contribuera à améliorer les techniques de modélisation et d’analyse de l’atmosphère terrestre pour la prévision météorologique et la recherche en climatologie. La société Astrium, à Toulouse, est maître d’œuvre de la mission et de l’instrument Aladin (Atmospheric LAser Doppler INstrument).

Vue d'artiste d'ADM-Aeolus en orbite autour de la Terre.
Crédit image : Agence Spatiale Européenne (ESA)

En savoir plus :

La mission ADM Aeolus sur le site de l’ESA et sur le site d'Astrium.
La mission Calipso sur le site du CNES.
Un mois d’octobre particulièrement riches à Toulouse avec plusieurs manifestations importante dans le domaine de la culture scientifique et technique, avec l'édition 2010 de la Novela,du 1^er au 17 octobre 2010, la semaine mondiale de l'espace du 4 au 10 octobre, la dixième édition de Scientilivre à Labège les 16 et 17 octobre et la Fête de la Science du 21 au 24 octobre 2010 sur le thème "Biodiversité, biotechnologie et bioéthique, quels défis pour l'avenir ?"

Suggestions d’utilisations pédagogiques en classe :

Participer avec votre classe à une des manifestations présentées ci-dessus (voir les sites Internet pour connaîtres les activités proposées aux établissements scolaires).
Organiser une « journée des chercheurs » dans votre établissement scolaire en invitant un ou plusieurs chercheurs. Contactez le CNRS, faites le tour des parents d’élèves : ils en connaissent sûrement un…
Participer à la semaine mondiale de l’espace. Sollicitez encore les parents d'élèves : l'un deux travaille peut-être dans le spatial. Les dates choisies par les Nations unies correspondent à deux anniversaires : le lancement du premier satellite artificiel de la Terre, Spoutnik 1 (lancé le 4 octobre 1957) et l'entrée en vigueur du Traité sur l'espace (10 octobre 1967).
Des expériences en classe : optique, lumière et laser.