soleil

Développement d’une centrale inertielle à atomes froids

Responsable du stage : Yannick Bidel

Email. : yannick.bidel@onera.fr

Département/Dir./Serv. :DPHY/SLM

Lieu: Palaiseau

Tél. : 01 80 38 61 74

Domaine d’étude : Physique atomique, quantique, laser

Période souhaitée : Février-Août 2020

Profil souhaité: Grandes écoles et M2 Physique atomique, laser

DESCRIPTION DU STAGE:

Aujourd’hui, la nature ondulatoire de la matière est utilisée pour réaliser des interféromètres permettant de mesurer avec une précision extrême les accélérations et les rotations. Dans ces capteurs, la source d’onde de matière est un gaz d’atomes refroidi par laser. L’interféromètre est alors réalisé en soumettant les atomes froids à une succession d’impulsions laser permettant de diviser puis de recombiner l’onde de matière. Avec cette technologie, il a été possible de réaliser des gravimètres permettant de mesurer la pesanteur jusqu’à une précision de 10-8 m/s². L’Onera a participé fortement au développement de cette technologie avec notamment les premières mesures de gravité marines et aéroportées. A présent, l’Onera développe une centrale inertielle à atomes froids c’est-à-dire un instrument permettant de mesurer les trois accélérations et les trois rotations. Ce type de capteur est encore dans une phase de recherche amont avec une unique démonstration expérimentale dans le monde. Il présente cependant un intérêt fort dans le domaine de la navigation inertielle où le but est de déterminer la position et le mouvement d’un véhicule. Comme dans le cas de la gravimétrie, les capteurs à ondes de matière pourraient révolutionner le domaine de la navigation inertielle.

Le stage que nous proposons porte sur la participation au développement d’une centrale inertielle à atomes froids et en particulier d’un gyromètre. Le stagiaire mettra en place une expérience de mesure de rotation par interférométrie atomique. Il caractérisera les mesures en termes d’exactitude et de bruit. Puis, le stagiaire hybridera le capteur atomique avec un accéléromètre et un gyromètre classique. Ici, le travail portera sur le développement d’une méthode permettant d’exploiter au mieux les qualités des capteurs atomiques et classiques afin d’obtenir la mesure inertielle la plus précise possible. Le stage pourra se poursuivre par une thèse sur la suite du développement de la centrale inertielle à atomes froids.

La fiche descriptive du stage est visible ici.