Christophe Collette décroche un ERC PoC pour son projet GrAVITe
Le projet GrAVITe (Gyroscope for Active Vibration Isolation of Telescopes), porté par le Pr Christophe Collette - directeur du Laboratoire de mécatronique de précision (Faculté des Sciences Appliquées) - obtient un financement Proof of Concept de l'European Research Council (ERC). En lien direct avec le projet du Einstein Telescope, GrAVITe vise à développer et à valider un gyroscope optique de grande dimension capable d'améliorer l'isolation vibratoire des instruments de haute précision aux fréquences les plus basses.
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e nombreux instruments de pointe sont des hypersensibles. Lasers ultra-stables, bolomètres refroidis à très basse température, machines servant à graver les puces électroniques ou dispositifs d'informatique quantique voient tous leurs performances brouillées par la moindre vibration. Les grands détecteurs d'ondes gravitationnelles, comme le futur Einstein Telescope, en sont l'exemple le plus parlant. Pour écouter les infimes secousses de l'Univers, ils doivent être presque parfaitement coupés des tremblements permanents du sol. Pour y parvenir, on pose ces instruments sur des plateformes qui se réajustent en continu, un peu comme un funambule qui corrige sans cesse son équilibre. Des capteurs surveillent les mouvements du sol et indiquent comment compenser. Mais ces capteurs ont un angle mort. Ils confondent un véritable déplacement avec une simple inclinaison. Du coup, en cherchant à mieux stabiliser la plateforme dans un sens, on la déstabilise dans un autre.
Le projet GrAVITe propose de lever cet obstacle en remplaçant ces capteurs par un gyroscope optique. Au lieu d'une masse qui se balance, il utilise la lumière pour mesurer la rotation, grâce à l'effet Sagnac. "Deux faisceaux lumineux parcourent une même boucle en sens inverse, explique Christophe Colllette, ingénieur en aérospatiale à l'ULiège. Tant que tout est immobile, ils reviennent en même temps. Mais dès que le dispositif tourne, l'un des deux arrive avec un léger retard, et c'est ce minuscule écart qui trahit la rotation. Comme la mesure ne repose que sur la lumière, et non sur le poids d'une masse, ce capteur n'est pas trompé par les inclinaisons."
Un tel gyroscope est d'autant plus précis qu'il est grand. L'idée est donc de l'installer sur la grande structure de la plateforme SILENT, mise au point par Christophe Collette grâce à une bourse ERC Consolidator, pour mesurer directement ses rotations. Le dispositif est aussi conçu pour ignorer les mouvements constants, comme la rotation de la Terre, afin de repérer les variations bien plus ténues qui comptent vraiment.
Le projet GrAVITe consiste en une validation de concept, le principe ayant déjà été démontré à petite échelle par l'entreprise française MAÅGM avec laquelle l'ULiège collabore. L'enjeu de GrAVITe est de prouver qu'il fonctionne à grande échelle. La démonstration se fera en deux étapes, d'abord sur un petit prototype testé dans une enceinte sous vide, puis sur la plateforme SILENT en taille réelle, avec des capteurs indépendants pour juger des résultats. En cas de succès, ce serait la première fois qu'une telle approche est validée en conditions réelles.
Au-delà des ondes gravitationnelles, les retombées possibles touchent la sismologie, la géodésie, l'astronomie comme le pointage des satellites, la fabrication des puces électroniques, l'informatique quantique ou encore la navigation. La demande pour les gyroscopes de très haute précision progresse, mais GrAVITe ne vise que des usages de niche, là où la finesse de mesure et la stabilité dans le temps font la différence. Si les performances espérées sont au rendez-vous, GrAVITe pourrait aider à élargir le champ d'écoute des prochains détecteurs d'ondes gravitationnelles vers les basses fréquences, et inspirer d'autres instruments de mesure de rotation très précis.
A propos du financement ERC Proof of Concept (PoC)
Ce dispositif s'adresse aux chercheurs titulaires d'une bourse ERC (Starting, Consolidator, Advanced ou Synergy) en cours ou récemment achevée, et leur permet d'explorer le potentiel d'innovation, commercial ou sociétal, d'une idée issue de leur recherche fondamentale financée par l'ERC. Il prend la forme d'une somme forfaitaire de 150 000 euros, pour une durée pouvant aller jusqu'à 18 mois. Il sert notamment à tester et valider une idée, à clarifier la stratégie de propriété intellectuelle et de transfert de connaissances, et à associer des partenaires industriels. Pour GrAVITe, l'idée découle directement du projet ERC Consolidator SILENT (Seismic Isolation of Einstein Telescope) du Pr Collette. Le volet valorisation sera conduit avec le service RISE (Recherche, Innovation, Support et Entreprises) de l'ULiège, en partenariat avec la société MAÅGM (Milli-AnGtrom Meter).
