Un bref article dans Science et Vie sur son idée de « Pulp Vision », une promenade amusante sur son site perso et pro, une lecture de son blog où l’on peut à la fois admirer des photos de motos et des images de la table optique installée sur un télescope. C’est décidé nous souhaitons le rencontrer pour qu’il nous parle de ses projets scientifiques. Demande de rendez-vous, il s’excuse d’avoir répondu si tardivement « je suis au sommet de la montagne pour une observation ! » Rencontre avec Pierre Fedou, ingénieur-astronome et humaniste.
A l'écart des lumières de la ville, près de Meudon, un ancien château royal, s'est trouvé coiffé d'une belle coupole métallique de 18 m de diamètre. A ses pieds, notre hôte Pierre Fedou nous explique qu’en 1876 l'astronome Jules Janssen créa l'Observatoire de Meudon sur les cendres du château ayant appartenu au grand Dauphin, fils de Louis XIV et incendié lors de la révolution française.
Nous nous dirigeons ensuite vers des bureaux dans le bâtiment annexe d'un tout aussi surprenant bâtiment : la table équatoriale.
Nous apprenons alors que notre interlocuteur, Pierre Fedou, en plus d'avoir suivi une formation de guide niveau 2 du château de Meudon a bien d'autres cordes à son arc. Bien que sa carte de visite le présente comme « suiveur de Frange » (Fringe Tracking), il décline lui-même ses activités selon quatre axes. Tout d'abord, Pierre Fedou est un instrumentaliste en astrophysique rattaché au CNRS. Dans ce sens, ses activités se rattachent au développement de télescopes pour deux projets : OHANA à Hawaii et Gravity au Chili.
Le premier projet, appelé OHANA,*2 est un élément clef au cœur d’une compétition entre Europe et Etats-Unis en vue de construire le plus grand télescope du monde. La « taille » d’un télescope fait plus exactement référence au diamètre de son miroir primaire.
Plus ce miroir est large (tout en restant d’une planéité parfaite) plus il capte de photons, ce qui a pour conséquences une meilleure précision des détails et l’accès à des observations plus lointaines. Les Etats-Unis sont ainsi en train de construire le télescope TMT (Thirty Meter Telescope) de 30 m d’envergure alors que l’Europe commencera cette année la construction de l’E-ELT (European Extremely Large Telescope) dont l’envergure sera de 42 m. Le diamètre moyen d’un télescope est actuellement de 10 m or, un télescope capable de révolutionner l’observation des galaxies lointaines devrait atteindre un diamètre de 100 m. Cependant, pour utiliser un tel miroir il faut que sa planéité soit quasi-parfaite (la déviation acceptée n’est que de 1µm/m). C’est la contrainte majeure limitant le diamètre des télescopes TMT et E-ELT. Au contraire, dans environ 10 ans, OHANA sera en pleine compétition avec ces télescopes car le site Hawaïen proposera un arsenal de 8 télescopes de taille standard qui permettront la reconstruction par interférométrie d’une image équivalente à celle issue d’un télescope équivalent dont le miroir primaire serait de presque 1 km de diamètre. Pour un nombre croissant de télescopes comme pour un diamètre croissant de miroir, le nombre de photons captés augmente. Le nombre de points/pixels de l’image formée augmente donc. Dans le cas simple où seuls deux télescopes sont reliés par interférométrie, s’ils sont distants de 200 m alors, dans la direction perpendiculaire à celle reliant les deux télescopes, la résolution spatiale est équivalente à celle obtenue par un miroir primaire de 200m de diamètre. En novembre 2011, le diamètre équivalent obtenu sera 163 m, soit la distance entre les télescopes Gemini North et CFHT.
Le second projet, appelé Gravity (General Relativity Analysis via Vlt InTerferometrY)*3, a pour objectif d’observer un trou noir super-massif −dont la masse est estimée à environ 4 millions de fois la masse du soleil− surnommé Sagittarius A* ou Sgr A*. Depuis 2008, ce trou noir Sgr A* a été observé au cœur de notre galaxie, la Voie Lactée [1] où la masse de celui-ci contribuerait en grande partie à la stabilité de notre galaxie. L’objectif de Gravity est, d’une part, d’observer des phénomènes ayant lieu en bord de trou noir (rotation d’étoiles autour du trou noir puis absorption de l’étoile par ce dernier) pour, d’autre part, sonder la théorie de la relativité générale d’Einstein en champ fort. Gravity sera installé dans le laboratoire du VLTI. Gravity fonctionnera en recombinant les faisceaux de lumière de 4 télescopes au moyen d’un savant jeu de miroirs. Mais tout d’abord, le rayon lumineux mesuré doit être stabilisé ; c’est-à-dire corrigé des aberrations optiques du signal qui a traversé l’atmosphère. La technique utilisée est appelée « l’optique adaptative (OA) ». Celle-ci permet, par un savant jeu de miroirs déformables, de corriger en temps réel les déformations évolutives et non-prédictives affectant un signal optique. Développée historiquement à des fins militaires, l’OA fut largement utilisée en astrophysique puis, plus récemment, en ophtalmologie. En astrophysique, les déformations des rayons lumineux venant de l’espace sont dues aux inhomogénéités de l’atmosphère qui, en différents endroits ont un indice optique différent. En optique géométrique, l’indice optique change le chemin (la distance) parcouru(e) par un rayon lumineux. Schématiquement, le rayon est freiné par un indice optique élevé. Sa vitesse restant constante ; c’est le chemin parcourt qui augmente. Cet effet est à l’origine du scintillement des étoiles qui est un artefact introduit par l’atmosphère. En ophtalmologie par contre, le rayon lumineux est déformé par le corps vitré, masse contenant 99 % d’eau et maintenant la rétine contre les parois de l’œil. Des applications cliniques ont été développées utilisant l’OA afin de générer des images très précises de la rétine et de tous les éléments du fond de l’œil (vaisseaux sanguins, bâtonnets…) [2].
Malgré sa passion pour l’astronomie, Pierre Fedou a aussi les pieds sur terre. Il a en projet une maison d’édition pour la publication en version papier des thèses scientifiques et exerce des activités de coaching, dans le conseil en stratégie de réussite. Depuis 3 ans, ses activités extrascientifiques s’adressent à tous ceux qui se sentiraient intéressés. Il applique d’ailleurs ses théories de coaching sur des étudiants en thèse. Contrairement à nombre de directeurs de thèse conventionnels, il s’intéresse d’avantage à leur santé mentale qu’à leur état d’avancement de rédaction de thèse qu’il délègue volontiers. Selon Pierre Fedou, il est nécessaire en priorité de s’assurer du bonheur des individus avant de leur demander quoi que ce soit. Pierre Fedou a été sollicité par des universités pour rédiger un texte sur la théorie du « désespoir du thésard ». Nous n’avons pas pu nous empêcher de faire le parallèle avec Jorge Cham, créateur des célèbres bandes dessinées Piled Higher and Deeper PHD Comics! Cette BD raconte les (més-)aventures de doctorants leur relation chaotique avec le directeur de thèse, l’incompréhension de l’entourage familial ou encore la précarité du doctorant etc.
Enfin, avec son confrère Olivier Lai, astrophysicien résidant à Hawaï et spécialiste en optique adaptative et en interférométrie, Pierre Fédou s’est également embarqué depuis 2003 dans l’aventure de « Pulp Vision ». « Vision Pulpeuse*4 » fait partie du domaine de la réalité augmentée et permettrait de projeter, tout d’abord une image, puis un film directement sur la rétine humaine. Vision Pulpeuse, si elle émerge un jour dans l’industrie, permettra la projection d’une image dans un coin de notre champ de vision ou bien de visionner un film dans un bar sans gêner ses voisins. La preuve a déjà était faite de la faisabilité de Vision Pulpeuse et Pierre Fedou et ses collaborateurs ont pu, en plaçant leur œil devant un laser de faible intensité, voir une image sans qu’elle ne soit projetée sur un écran. Le principe de la Vision Pulpeuse est basé sur la technique de l’optique adaptative, spécialité des deux astrophysiciens à l’origine de l’idée, mais le chemin du rayon lumineux sera inverse que dans le cas de l’optique rétinienne introduite précédemment. Projet retardé, Vision Pulpeuse redémarre de plus belle avec une phase de tests prévue dès la fin de l’année en collaboration avec une équipe de Limoges.
Ainsi, une expérience novatrice issue d’une technique employée en astronomie a vu le jour, sur un coin de table, au sein des groupes de recherche du LESIA (Laboratoire d’ Etudes Spatiales et d’Instrumentation en Astrophysique). Au travers du parcours de Pierre Fedou et de la genèse de cette idée digne de la science-fiction futuriste, nous voyons le trajet des technologies, depuis les applications militaires jusqu’à la recherche (ou inversement) puis, des applications plus quotidiennes, à des applications en médecine pour finalement venir modifier nos habitudes et nos loisirs. Plusieurs accessoires de la vie quotidienne ont une même histoire oubliée comme par exemple le micro-onde, le World Wide Web ou encore le Velcro !
*1 Le concept de la lunette astronomique est très différent de celui-ci d’un télescope. *2 Personnes travaillant sur OHANA : Guy Perrin, Astronome, LESIA-Observatoire de Paris Olivier Lai, Astronome, Canada France Hawai'i Telescope, Hawai'i Julien Woillez, Astronome, Keck Observatory, Hawai'i François Reynaud, Professeur d'Université, Université de Limoges. Pierre Fedou, Ingénieur, LESIA-Observatoire de Paris *3 Personnes travaillant sur GRAVITY : Guy Perrin, Astronome, LESIA-Observatoire de Paris Thibaut Paumard, Astronome, LESIA-Observatoire de Paris Sylvestre Lacour, Astronome, LESIA-Observatoire de Paris Pierre Fedou, Ingénieur, LESIA-Observatoire de Paris *4 Vision Pulpeuse anciennement nommée « projection rétinienne par transformée de Fourier ».
En savoir plus :
1) Interferometric connection of large ground-based telescopes, J.-M. Mariotti, V. Coudé du Foresto, G. Perrin, Peiqian Zhao, P.Léna, Astron. Astrophys. Suppl. Ser. 116, 381-393 (1996)
2) A Fibered Large Interferometer On Top of Mauna Kea : OHANA, the OPTICAL HAWAIIAN ARRAY FOR NANO-RADIAN ASTRONOMY, Guy Perrin, Olivier Lai, Pierre Léna, Vincent Coudé du Foresto, Proc. SPIE 4006, 708 (2000), http://www.cfht.hawaii.edu/~lai/OHANA/ohana_spie.pdf
3) Interferometric Coupling of the Keck Telescopes with Single-Mode Fibers, G. Perrin et al., Science 13, 311 (2006), http://www.sciencemag.org/content/311/5758/194.abstract
4) Event-horizon scale structure in the supermassive black hole candidate at the Galactic Centre, Nature 455, 78-80 (2008)
5) GRAVITY: The AO-Assisted, Two-Object Beam-Combiner Instrument for the VLTI, F. Eisenhauer, G. Perrin, S. Rabien, A. Eckart, P. Léna, R. Genzel, R. Abuter, T. Paumard, and W. Brandner, http://arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/0508/0508607v1.pdf
6) Adaptive Optics Retinal Imaging: Emerging Clinical Applications, P. Godara, A. M. Dubis, A. Roorda, J. L. Duncan, and J. Carroll, OPTOMETRY AND VISION SCIENCE, vol. 87, PP. 930–941, (2010), https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3017557/pdf/nihms259839.pdf
