OPTIQUE ADAPTATIVE

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

APPLICATIONS DE L'OPTIQUE ADAPTATIVE

Issue de recherches dans le domaine militaire, l'optique adaptative est une technique où la France est très avancée, détenant une position prépondérante dans le monde, qu'elle doit tant au développement de composants clés ou de méthodes sophistiquées de mesure des propriétés de l'atmosphère qu'à l'établissement d'un formalisme rigoureux qui s'impose à la communauté des spécialistes.

L'astronomie

Il était naturel que les astronomes prennent rapidement la mesure de l'avantage énorme que l'optique adaptative pouvait conférer à leur discipline et se lancent dans l'aventure d'un tel développement : ils représentent en effet dans le monde les utilisateurs des systèmes optiques les plus grands en diamètre, donc la communauté la plus sensibilisée à la dégradation par l'atmosphère. Pourtant, le besoin de résolution angulaire est essentiel et concerne tous les domaines de l'astrophysique. Obtenir la résolution théorique d'un grand télescope, soit 0,25 microradian, permettrait par exemple de cartographier et de surveiller l'activité volcanique sur Io, satellite de Jupiter, de détecter une planète autour d'une étoile proche, de former l'image du disque d'accrétion d'une étoile en formation, de résoudre les jets de matière ultracollimatés projetés par le noyau de certaines galaxies actives ou de séparer les composantes multiples de mirages gravitationnels de quasars lointains.

La mise au point et l'exploitation scientifique du premier instrument, ayant prouvé la puissance de cette technique en astronomie, ont été un succès français, résultat d'une collaboration exemplaire entre des instituts de recherche (Observatoire de Paris, E.S.O., O.N.E.R.A.) et des industriels. Le système ComeOn, qui utilisait un miroir adaptatif de dix-neuf actionneurs (52 aujourd'hui), a ainsi atteint pour la première fois au monde la limite de diffraction d'un grand télescope. À ranger également dans le domaine des succès à forte contribution française la réussite des deux S.O.A. qui équipent le télescope Canada-France-Hawaii, tous deux fondés sur le concept très original de la courbure de François Roddier. Cette avance devrait être maintenue avec le développement de NAOS, réalisé par un consortium de laboratoires français et premier des quatre télescopes de 8 mètres de diamètre constituant le V.L.T. (Very Large Telescope) de l'E.S.O. La limite de résolution d'un tel instrument sera de 100 nanoradians à λ = 1 micromètre.

Des projets analogues fleurissent et la compétition est extrêmement vive. Il n'existe aucun très grand télescope au monde, c'est-à-dire de la classe des 8-10 mètres, qui ne prévoie l'équipement d'un système d'optique adaptative (V.L.T.-E.S.O., Keck, Gemini, Subaru, B.L.T., etc.).

La concentration des faisceaux laser

Que le faisceau lumineux soit reçu ou émis, sa distorsion par l'atmosphère est identique ; aussi les chercheurs en haute énergie ou les militaires, qui tous veulent concentrer des faisceaux laser de forte puissance transportés sur des distances significatives, ont-ils imaginé de faire appel à l'optique adaptative. Ici, c'est à l'émission et non à la réception que le faisceau lumineux est conditionné, mais le principe reste identique à celui qui a été décrit précédemment. Dans certains cas, la puissance des faisceaux est telle que ce sont les miroirs eux-mêmes qui sont déformés par la chaleur qu'ils ne peuvent manquer d'absorber, et l'optique adaptative se chargera de corriger cette erreur supplémentaire !

La surveillance des satellites

Reconnaître la nationalité du satellite espion, ou, plus utilement, rechercher pourquoi le panneau solaire d'un satellite de télécommunication ne s'est pas déployé, est une tâche désormais envisageable depuis le sol, pour autant que les télescopes des agences nationales en charge de ces activités s'équipent d'un S.O.A. Il s'agit de fait d'un des axes prioritaires de la recherche militaire dans le domaine de l'optique adaptative en France et dans le monde.

Les recherches en ophtalmologie

L'humeur vitrée de l'œil constitue un milieu suffisamment hétérogène et dynamique (ne serait-ce que par les mouvements réflexes dont il est le siège) pour que la focalisation d'un faisceau lumineux ne puisse se faire de façon parfaite. Il serait pourtant important de pouvoir réaliser une telle concentration de la lumière, que ce soit à des fins thérapeutiques en chirurgie ou à des fins de recherche (imagerie, concentration d'un stimulus sur une cellule sensible, cône ou bâtonnet, unique). L'optique adaptative est un moyen pour pallier cette difficulté ; balbutiante aux États-Unis, cette voie de recherche s'avère extrêmement prometteuse. À l'initiative de chercheurs multidisciplinaires, une action s'est mise en place en France sur ce thème, collaboration entre opticiens, astronomes et physiologistes qui devrait conduire à une très grande amélioration de la qualité des images du fond de l'œil, donc à une meilleure analyse des pathologies. Un autre progrès très attendu dans le domaine de la neurophysiologie sera l'amélioration de la finesse de stimulation par un faisceau lumineux des cellules de la rétine, qui pourront être ainsi individualisées quant à leur activité neuronale.

1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 6 pages

Écrit par :

  • : directeur de recherche au C.N.R.S., membre de l'Académie des sciences

Classification

Autres références

«  OPTIQUE ADAPTATIVE  » est également traité dans :

ASTRONOMIE

  • Écrit par 
  • James LEQUEUX
  •  • 11 318 mots
  •  • 20 médias

Dans le chapitre « Depuis 1990 : la course au gigantisme »  : […] L'année 1990 voit, avec un long retard, le lancement par la NASA du télescope spatial Hubble , instrument dans lequel la participation européenne est importante. Après des déboires initiaux, il répondra à toutes les attentes grâce à ses performances dans l'ultraviolet et l’infrarouge et à ses images d'une qualité alors jamais atteinte. Il fournit en particulier les images les plus profondes de l'U […] Lire la suite

EXOPLANÈTES ou PLANÈTES EXTRASOLAIRES

  • Écrit par 
  • Anne-Marie LAGRANGE, 
  • Pierre LÉNA
  •  • 6 343 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « Atmosphères, océans et surfaces des exoplanètes »  : […] Si la masse et les propriétés orbitales des exoplanètes détectées commencent à être bien précisées, les propriétés physiques (atmosphère, océans, structure interne) le sont beaucoup moins, car les observations y donnent bien moins directement accès. Deux méthodes sont possibles, l’une fondée sur la combinaison des mesures issues de la vélocimétrie et du transit, l’autre sur l’étude spectroscopique […] Lire la suite

EXOPLANÈTES - Méthodes de détection

  • Écrit par 
  • Anne-Marie LAGRANGE
  •  • 2 910 mots
  •  • 7 médias

Dans le chapitre « L’imagerie, méthode directe  »  : […] Les méthodes indirectes souffrent d’une limitation importante : elles requièrent d’observer l’étoile pendant au moins une période de révolution de l’hypothétique exoplanète pour assurer une détection. Ainsi, pour mettre en évidence une exoplanète qui serait à la même distance de son étoile que Jupiter du Soleil, il faut observer l’étoile hôte pendant douze ans, pendant trente ans pour une analogue […] Lire la suite

OBSERVATOIRE DE PARIS

  • Écrit par 
  • James LEQUEUX
  •  • 1 397 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Une activité couvrant tout l’Univers »  : […] On se lance alors dans de nouveaux domaines : d’abord l’étude du ciel en ondes radio, la radioastronomie, avec la fondation de la station de Nançay en 1953, munie d’instruments pour l’étude du Soleil puis d’un grand radiotélescope . Puis c’est l’astronomie à partir de l’espace, qui utilise d’abord des fusées et des ballons stratosphériques, puis des satellites et des sondes spatiales. Dès lors, le […] Lire la suite

LÉNA PIERRE (1937- )

  • Écrit par 
  • Yves QUÉRÉ
  •  • 1 085 mots
  •  • 1 média

Né à Paris en 1937, Pierre Léna débute, à la sortie de l'École normale supérieure, au centre universitaire d'Orsay. Il y reste jusqu'en 1971, année où il est nommé maître de conférences. En 1973, il devient professeur à l'université de Paris-VII, université qui est la sienne depuis lors. Parallèlement, sa carrière de chercheur se déroule à l'Observatoire de Paris, ponctuée de nombreux séjours dans […] Lire la suite

PREMIER TEST DE LA RELATIVITÉ GÉNÉRALE AUTOUR D'UN TROU NOIR SUPERMASSIF

  • Écrit par 
  • Pierre LÉNA
  •  • 2 342 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Quatre télescopes forment en simultané une image d’extrême finesse »  : […] Dès la fin des années 1990, grâce au Very Large Telescope (VLT), observatoire européen installé au Chili, la trajectoire de S2 a été suivie sur des images déjà fort précises, obtenues avec l’un des télescopes (UT4, surnommé Yepun) équipé d’une optique adaptative (instrument nommé NACO), qui permet d’atteindre une résolution de 60 millisecondes d’arc dans l’infrarouge. Pour améliorer encore la pré […] Lire la suite

PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2020

  • Écrit par 
  • Françoise COMBES
  •  • 2 620 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Reinhard Genzel et la poursuite de la haute résolution spatiale »  : […] Né le 24 mars 1952 à Bad Homburg vor der Höhe (Allemagne), Reinhard Genzel soutient son doctorat en 1978 à l'université de Bonn, travaillant en radioastronomie sur les régions de formation d’étoiles. Il part ensuite aux États-Unis, d’abord à Harvard puis en Californie, où il devient professeur à l’université de Berkeley. En 1986, il revient en Allemagne comme l’un des directeurs de l'Institut Max […] Lire la suite

STEINBERG JEAN-LOUIS (1922-2016)

  • Écrit par 
  • Michel COMBES, 
  • James LEQUEUX
  •  • 975 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Observer les corps célestes depuis l’espace »  : […] Steinberg revient alors à l’étude du Soleil : il veut savoir si les sursauts radio émis par cet astre sont directifs ou omnidirectionnels. Pour cela, il fait embarquer à bord de la sonde spatiale soviétique Mars-3, lancée le 28 mai 1971, un récepteur radio observant simultanément avec les instruments de Nançay : c’est l’expérience Stéréo-1, qui montre pour la première fois que certains types de s […] Lire la suite

TÉLESCOPES

  • Écrit par 
  • Olivier LE FÈVRE, 
  • Jean RÖSCH
  • , Universalis
  •  • 14 009 mots
  •  • 13 médias

Dans le chapitre «  Vers de nouveaux instruments »  : […] On demande aux instruments astronomiques de déceler des astres aussi faibles que possible et de révéler des détails angulaires aussi fins que possible. L'efficacité énergétique dépend du rendement quantique du récepteur employé et de la surface collectrice. Or, le rendement des meilleurs récepteurs approche désormais l'unité. Quant à la dimension de la surface collectrice, elle se heurte à des co […] Lire la suite

UNIVERS (notions de base)

  • Écrit par 
  • Universalis
  •  • 4 774 mots
  •  • 17 médias

Dans le chapitre « Les télescopes optiques »  : […] Les grands télescopes qui ont ouvert la voie à la cosmologie moderne, ceux du mont Wilson et du mont Palomar en Californie, mais aussi celui de l’observatoire du pic du Midi dans le sud de la France, continuent certes à fonctionner activement, mais une nouvelle génération d’instruments beaucoup plus performants a été mise en place dans les toutes dernières années. Les améliorations qu’on en exige […] Lire la suite

Voir aussi

Pour citer l’article

Daniel ROUAN, « OPTIQUE ADAPTATIVE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 02 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/optique-adaptative/