LESIA - Observatoire de Paris

Soutenance de thèse de Lucien Gauchet le vendredi 1er décembre 2017

mercredi 29 novembre 2017

La soutenance de thèse aura lieu vendredi 1er décembre 2017 à 14h00 dans la salle de conférence du Château, sur le site de Meudon.

Titre de la thèse

Haut contraste par réarrangement de pupille pour la détection d’exoplanètes

Directeur de thèse

Sylvestre Lacour

Résumé

La détection des exoplanètes et de l’environnement d’étoiles jeunes tels que les disques de débris fait face à deux difficultés majeures : d’une part, la faible distance angulaire entre le compagnon (ou le disque) et son étoile hôte, et d’autre part, le contraste élevé entre les deux composantes en terme de flux. L’interférométrie est une des techniques permettant de palier ces deux problématiques en apportant une détection à la fois à haute résolution angulaire et à haute dynamique. C’est tout particulièrement le cas dans la mise en œuvre de l’interférométrie annulante, aussi appelée interférométrie en frange noire, lors de laquelle on vient éteindre le flux de l’étoile principale grâce aux propriétés de cohérence de la lumière. On recombine la lumière issue de deux télescopes ou plus, de sorte à faire interférer destructivement les photons provenant de l’étoile principale et constructivement pour les photons venant du compagnon ou du disque environnant.

Le travail de cette thèse s’inscrit dans ce cadre, avec l’étude de données observationnelles de huit disques de débris réalisées au Very Large Telescope, grâce à la technique interférométrique de masquage de pupille. Lors de cette étude j’ai réalisé la réduction des données interférométriques et une analyse des termes de clôtures de phase. Puisque aucun compagnon n’a été détecté dans les données, j’en ai déduit les limites de détection en termes de luminosité et de masse estimée à l’aide d’isochrones issue de modèle d’évolution. Ma thèse à également consisté en une composante expérimentale, avec la conception et l’étalonnage de l’instrument FIRST-IR (Fibered Imager foR a Single Telescope InfraRed) en laboratoire, à l’Observatoire de Meudon. Cet instrument est un interféromètre qui associe la technique de réarrangement de pupille fibré et la recombinaison de la lumière par optique intégrée. Le type d’optique intégrée étudié ici est un composant optique planaire sur lequel des guides d’ondes ont été gravés. L’optique intégrée est de type nuller et prend en entrée le flux de quatre sous-pupilles. Les guides sont agencés selon une certaine architecture permettant de réaliser dans un premier temps une fonction annulante sur trois bases puis une mesure des franges d’interférence sur les trois voies annulées. J’ai réalisé un étalonnage complet de cette optique intégrée ainsi que des mesures de clôture de phase.

En conclusion, j’ai pu montrer la viabilité de l’instrument FIRST-IR avec ce nouveau concept d’optique intégrée de type nuller. En particulier, j’ai démontré que la mesure de la clôture de phase reste stable pour une cible point source, quel que soit le taux d’annulation interférométrique appliqué.