LIRA

En route vers les lunes martiennes

Raphael PERALTA — 2026-10-28T15:39:56Z

Le 19 octobre 2026, à 21 h 41, heure de Paris, la mission japonaise MMX a décollé à bord d'une fusée H3 depuis le centre spatial de Tanegashima, au Japon. Un lancement nominal qui met MMX en route vers Mars pour explorer ses deux lunes, Phobos et Deimos. La sonde doit rapporter sur Terre, en 2031, au moins dix grammes de matériaux prélevés à la surface de Phobos pour les analyser en laboratoire. L'équipe du LIRA, responsable du spectromètre infrarouge MIRS embarqué à bord, témoigne de ce moment inoubliable, entre émotion du départ et premières nouvelles de l'instrument.

L'Observatoire de Paris – PSL au cœur de l'exploration avec MIRS

Illustration d'artiste représentant MMX étudiant la lune Phobos de Mars.

Crédits : JAXA

D'où viennent Phobos et Deimos ? Ces deux petites lunes sont-elles des astéroïdes capturés par Mars ou se sont-elles formées à partir de débris projetés lors d'un impact géant sur la planète ? C'est l'une des grandes questions auxquelles doit répondre MMX, pour Martian Moons eXploration, une mission de l'agence spatiale japonaise JAXA menée avec plusieurs partenaires internationaux, dont la France.

Pour mener cette enquête, MMX emporte notamment MIRS, un spectromètre imageur proche infrarouge conçu en France, sous maîtrise d'œuvre du LIRA et maîtrise d'ouvrage du CNES. En décomposant la lumière réfléchie par Phobos et Deimos, l'instrument permettra de cartographier leur composition minéralogique et de rechercher les signatures de minéraux hydratés et de matière organique. Il contribuera également à l'étude de l'atmosphère de Mars et au choix des sites de prélèvement sur Phobos.

L'Observatoire de Paris – PSL participe aussi à la navigation de la mission. En collaboration avec le CNES et la JAXA, le Laboratoire Temps Espace (LTE) a contribué à améliorer les éphémérides des lunes martiennes, qui permettent de prévoir précisément leur position au cours du temps. Une connaissance indispensable pour approcher Phobos et s'y poser.

Un instant fugace, mais inoubliable

Décollage de la fusée H3 emportant la sonde MMX depuis le centre spatial japonais de Tanegashima, au Japon.

Crédits : JAXA

De la première idée à l'installation dans une fusée, une mission spatiale se construit sur de longues années, parfois plusieurs décennies. Pour les équipes qui conçoivent, assemblent et testent les instruments, assister au lancement offre la joie de voir se concrétiser ce travail de longue haleine. En quelques minutes, le fruit de leurs efforts collectifs quitte la Terre. À l'émotion du départ se mêle le soulagement de voir franchie cette première étape décisive. C'est aussi l'occasion d'un dernier au revoir, d'un ultime encouragement adressé à l'instrument avant son grand voyage, avec l'espoir de le voir tenir toutes ses promesses.

« Quelle émotion et quel soulagement de voir MMX décoller le 20 octobre (au Japon) ! » témoigne Pernelle Bernardi, ingénieure système instrument et cheffe de projet au LIRA. « L'aventure MMX-MIRS a démarré de façon inattendue en mars 2020 au LESIA, mais l'équipe a relevé le défi en développant l'instrument en un temps record de quatre années avec une livraison à la JAXA en avril 2024, puis une phase de 2,5 ans de participation aux essais du satellite chez MELCO à Kamakura, puis sur le site de lancement à Tanegashima. »

Une émotion que partage Sonia Fornasier, responsable scientifique adjointe de MIRS :

« C'était une grande émotion et une immense fierté de voir la mission décoller et illuminer le ciel, avec la planète Mars juste à côté, tous réunis avec les collègues de cette grande collaboration internationale. »

Alain Doressoundiram, co-investigateur de MIRS, a lui aussi assisté au départ :

« Quelle nuit inoubliable ici au Japon ! À 4 h 41 du matin, la fusée H3 de la JAXA, transportant la sonde MMX (Martian Moons eXploration), a décollé de Tanegashima, illuminant le magnifique ciel étoilé. Assister à ce lancement spectaculaire depuis Yakushima, entouré de tant de collègues de l'équipe internationale MMX, a été un moment vraiment émouvant ! »

Au-delà du spectacle, les regards se tournent déjà vers les observations à venir.

« C'est le début d'une exploration scientifique unique du système martien, et nous attendons avec impatience les premières données de MMX et de MIRS ! », poursuit Sonia Fornasier.

L'émotion ne fait que commencer…

Photo de l'équipe de MIRS après le lancement.

Crédits : Tomoyo Morita

Après un lancement nominal, MMX s'est séparée du deuxième étage de la fusée 71 minutes et 13 secondes après le décollage, sur la trajectoire prévue vers Mars. Les premières opérations se sont ensuite déroulées avec succès : déploiement des deux panneaux solaires, stabilisation de l'orientation de la sonde et libération de l'antenne à gain moyen. Les communications ont été établies avec les stations au sol de la JAXA et le réseau de communication avec l'espace lointain de la NASA.

Au LIRA, l'équipe suit les données techniques transmises par la sonde pour surveiller l'état de MIRS. Les premières mesures sont rassurantes : après un refroidissement rapide suivant le lancement, les températures des boîtiers électronique et optique restent dans les plages admissibles en vol.

« En résumé : pour le moment tout va bien ! », s'enthousiasme Pernelle Bernardi.

La prochaine étape est fixée au 7 novembre, avec une première mise sous tension de MIRS et un test de ses différents équipements, le capot de protection contre les poussières restant fermé. Le 10 novembre, une séquence de réchauffement préparera l'ouverture de ce capot, avant un nouveau test fonctionnel.

« C'est une nouvelle page qui s'ouvre avec les essais en croisière et une insertion en orbite martienne en septembre 2027. GO MIRS ! », conclut Pernelle Bernardi.

Contact LIRA :

Soutenance de thèse de Virgin DUREPAIRE le mardi 10 novembre 2026

Raphael PERALTA — 2026-10-28T15:28:34Z

La soutenance de thèse de Virgin DUREPAIRE aura lieu le mardi 10 novembre à 14h dans la salle de conférence du Château, sur le site de Meudon.

Elle pourra être suivie en direct sur la chaine YouTube du LIRA

Titre de la thèse

Instabilités magnéto-hydrodynamiques dans les régions radiatives stellaires.

Composition du jury

Marie-Christine ANGONIN (Professeure des universités, LTE) : Examinatrice
Laurence REZEAU (Professeure des universités, LPP) : Examinatrice
Geoffroy LESUR (Directeur de recherche, IPAG) : Rapporteur
François LIGNIERES (Directeur de recherche, IRAP) : Rapporteur
Ludovic PETITDEMANGE (Directeur de recherche, LIRA) : Directeur de thèse
Kevin BELKACEM (Chargé de recherche, LIRA) : Co-directeur de thèse
Anna GUSEVA (Profesora Lectora, UPC) : Invitée

Résumé

Les récentes observations fournies par les missions Kepler et CoRoT ont révélé que notre compréhension de l'évolution des intérieurs stellaires reste incomplète. En particulier, les mécanismes à l'origine du transport de moment cinétique des régions internes vers les régions externes restent mal identifiés.

Les travaux réalisés dans cette thèse sont dédiés à l'étude du développement d'instabilités magnéto-hydrodynamiques (MHD) dans les régions radiatives. Celles-ci peuvent se développer lorsque le cisaillement ou le gradient magnétique est suffisamment important. Leur amplification pourrait être à l'origine d'une turbulence capable de transporter efficacement du moment cinétique dans ces régions particulièrement stables.

Trois instabilités sont présentées : l'instabilité GSF (centrifuge), l'instabilité magnéto-rotationnelle (MRI, champ faible et cisaillement) et l'instabilité de Tayler (déformation d'un champ magnétique toroïdal). Leur développement linéaire est analysé via une approche locale et une approche globale, et leur développement non linéaire à l'aide de simulations numériques directes (DNS).

Ces travaux ont notamment mis en évidence l'existence d'un régime magnéto-stratifié, où la stratification et la tension magnétique modifient les propriétés de chacune des instabilités. Les modes GSF sont stabilisés, les modes MRI ralentis, tandis que de nouveaux modes de Tayler, propres aux régions stratifiées, émergent. Ces résultats sont validés par une analyse de stabilité globale, permettant d'identifier la structure des modes dans un écoulement, et ainsi leur localisation. L'application de ces résultats à des modèles d'intérieurs de sous-géantes et de jeunes géantes rouges révèle de nombreuses configurations propices au développement de ces instabilités. Enfin, de premiers résultats issus de simulations numériques sont présentés pour évaluer leur impact sur la dynamique des régions internes.

Solar Orbiter à l'honneur du Grand Prix 2026 de l'Académie de l'air et de l'espace

Raphael PERALTA — 2026-10-18T17:50:52Z

L'Académie de l'air et de l'espace décerne son Grand Prix 2026 à Eckart Marsch, Milan Maksimovic et Franck Delmotte pour leur rôle majeur dans la mission Solar Orbiter. À travers ces trois lauréats, elle distingue l'ensemble de la communauté scientifique engagée dans ce projet phare de la recherche spatiale européenne.

Cette récompense salue les contributions des trois lauréats à la mission Solar Orbiter et, plus largement, le travail collectif des équipes scientifiques et techniques qui la portent. L'Académie entend ainsi honorer une communauté réunie autour d'un projet majeur de l'exploration spatiale européenne.

Décerné chaque année depuis 1985, le Grand Prix constitue la distinction la plus prestigieuse de l'Académie de l'air et de l'espace. Il récompense des actions scientifiques, techniques, industrielles ou culturelles de haute qualité dans les domaines de l'aéronautique et de l'espace.

La remise du prix aura lieu le vendredi 27 novembre 2026 après-midi, lors de la séance solennelle de l'Académie, organisée dans la salle des Illustres du Capitole, à Toulouse.

Composée de membres de toutes nationalités, l'Académie rassemble des personnalités issues de milieux variés : recherche, ingénierie, industrie, aviation, médecine, droit, économie, journalisme et arts. Cette diversité de compétences nourrit sa mission de promotion des connaissances et des activités scientifiques, techniques, culturelles et humaines dans les domaines de l'air et de l'espace.

Vue d'artiste de Solar Orbiter

Crédits : ESA

Découverte d'un nouvel arc dans l'un des anneaux de Neptune

Raphael PERALTA — 2026-10-16T14:59:33Z

Une équipe internationale composée de membres de l'Observatoire de Paris et de laboratoires américains suit les arcs qui évoluent dans l'anneau extérieur de Neptune, dénommé Adams. Un nouvel arc, baptisé Sincérité, est apparu au cours de ces recherches dont les résultats viennent de paraître dans une CBET aujourd'hui vendredi 16 octobre 2026.

Certaines parties des anneaux de Neptune montrent des concentrations de matière, formant des anneaux incomplets également appelés arcs. L'un de ces arcs fut découvert en 1984 via la technique des occultations stellaire, par des équipes de l'Observatoire de Paris et de l'université de Tucson aux Etats-Unis. Cette détection permit de préparer le survol de la planète Neptune par la mission NASA Voyager 2 en 1989.

Les caméras de la sonde révélèrent ainsi un anneau ténu, appelé Adams, dans lequel orbitaient quatre arcs denses, dénommés Courage, Liberté, Égalité et Fraternité.

Image des anneaux de Neptune prise par Voyager 2 en août 1989.

Crédit : NASA/Voyager 2 Team

Les observations se sont poursuivies depuis la Terre, soit via l'optique adaptative au sol, soit depuis l'espace avec le télescope Hubble.

Elles ont montré les disparitions de l'arc de tête Courage , puis de Liberté à partir des années 2000.

Des données plus récentes ont été obtenues avec le télescope Keck II, un instrument de 10 mètres de diamètre installé sur le Mauna Kea à Hawaï. Ces images ont été obtenues dans la bande H (1,6 micromètres) et Kp (2,12 micromètres) les 7 et 8 octobre 2021.

Elles confirment la disparition de Courage et de Liberté, et montrent un affaiblissement de l'arc Egalité et la présence inchangée de l'arc Fraternité. Elles montrent également l'apparition d'une nouvelle structure, qui s'étend maintenant à l'arrière de Fraternité sur une vingtaine de degrés en longitude.

La présence de ce matériau a été confirmée le 12 juillet 2022 sur des images obtenues avec la caméra NIRCam du télescope spatial James Webb dans les longueurs d'onde 1,4 et 2,1 micromètres. Elles montrent que la structure de 2021 s'est condensée en un nouvel arc qui suit maintenant l'arc Fraternité d'environ 8 degrés.

Ce nouvel arc a été baptisé Sincérité, une dénomination approuvée par le groupe de travail de l'UAI sur la nomenclature des systèmes planétaires en juin 2024.

Ces observations mettent en lumière une dynamique active des arcs de Neptune qui se déroule sur plusieurs décennies. Cette activité pourrait découler de problèmes de mécanique céleste associés à des résonances avec une ou plusieurs lunes de Neptune.

Il se pourrait que l'on observe la migration graduelle de matière des arcs de tête, qui disparaissent au profit des arcs situés à l'arrière, avec la formation de nouveaux arcs.

A terme, ces densifications successives de matière pourraient être une route vers la formation des satellites en des endroit précis de l'anneau Adams.

L'équipe internationale à l'origine de ces découvertes est composée de D. Souami (LIRA-Observatoire de Paris, CNRS) ; I. de Pater (Université de Californie, Berkeley) ; S. Renner (LTE-Observatoire de Paris et Université de Lille) ; M. M. Hedman (Université de l'Idaho) ; B. Sicardy (LTE-Observatoire de Paris) ; Maryame el Moutamid (Southwest Research Institute) et M. R. Showalter (SETI Institute).

Irène Urso, lauréate du 20e prix L'Oréal-UNESCO Pour les Femmes et la Science France

Raphael PERALTA — 2026-10-07T08:22:18Z

Irène Urso fait partie des 35 scientifiques récompensées par le 20e Prix L'Oréal-UNESCO Pour les Femmes et la Science France.

Sélectionnée parmi plus de 800 candidatures, elle recevra son prix lors de la cérémonie organisée ce mercredi 7 octobre. Les 35 lauréates ont été choisies par un jury composé de plus de 50 membres de l'Académie des sciences, présidé par la professeure Françoise Combes, astrophysicienne à l'Observatoire de Paris.

Crédit : L'Oréal-Unesco pour les femmes et la science

Cette édition met à l'honneur 35 doctorantes et post-doctorantes, dont les recherches répondent aux grands défis scientifiques de demain et qui s'engagent à transmettre leur passion aux futures générations de chercheuses.

Issues de toutes les régions de France hexagonale et d'outre-mer et représentant des disciplines variées, ce sont au total 35 jeunes scientifiques qui ont été sélectionnées parmi près de 820 candidates par un jury de plus de 50 membres de l'Académie des sciences, représentant l'excellence en matière d'évaluation scientifique et présidé par Françoise Combes, Présidente de l'Académie des sciences et astrophysicienne à l'Observatoire de Paris - PSL.

Ces jeunes femmes l'ont été pour l'excellence de leur dossier, l'originalité de leur projet scientifique et leur désir de transmettre leur passion aux plus jeunes.

Irène Urso, doctorante au LIRA, au sein de l'Observatoire de Paris - PSL est l'une d'entre elles. Elle prépare aujourd'hui une thèse où elle modélise la façon dont la lumière est courbée par la gravité des trous noirs, et soutiendra sa thèse mardi 13 octobre 2026.

Les lauréates bénéficieront chacune, en plus d'une bourse de recherche de 15 000€ pour les doctorantes et 20 000€ pour les post-doctorantes, d'un programme de formation complémentaire à leur parcours professionnel afin d'avoir les moyens de briser le plafond de verre.

Soutenance de thèse de Irène URSO le mardi 13 octobre 2026

Raphael PERALTA — 2026-10-07T07:02:28Z

La soutenance de thèse de Irène URSO aura lieu le mardi 13 octobre à 13h dans la salle de conférences du Château, sur le site de Meudon.

Elle pourra être suivie en direct sur la chaine YouTube du LIRA

Titre de la thèse

Contraintes sur la nature des objets compacts à partir des observables interférométriques des trous noirs.

Composition du jury

Marie-Christine ANGONIN (Professeure des universités, LTE) : Présidente
Eugeny BABICHEV (Directeur de recherche, IJCLab) : Rapporteur
Julien MALZAC (Directeur de recherche, IRAP) : Rapportrice
Delilah GATES (Chercheuse postdoctorale, CfA) : Examinatrice
Frédéric VINCENT (Chargé de Recherche, LIRA) : Directeur de thèse
Cédric DEFFAYET (Directeur de Recherche, LPENS) : Co-encadrant de these
Aaron HELD (Chargé de Recherche, LUX) : Invité

Résumé

Les avancées récentes dans les observations électromagnétiques des trous noirs supermassifs (TNSMs) ont révolutionné notre capacité à sonder la relativité générale (RG) dans le régime de champ fort, où elle reste encore peu testée. Deux installations sont au cœur de ces études : l'instrument GRAVITY du Very Large Telescope Interferometer, qui surveille le mouvement astrométrique de la matière à proximité du TNSM situé au centre de notre Galaxie, Sgr A*, et l'Event Horizon Telescope (EHT), qui a fourni les premières images à l'échelle de l'horizon de Sgr A* et de M87*, ce dernier étant situé dans l'amas de la Vierge. Dans un avenir proche, les améliorations des capacités observationnelles, permises par le Next Generation EHT et des projets d'interférométrie spatiale tels que le Black Hole Explorer et SHARP, permettront l'acquisition d'images de plus haute résolution et même de films de ces environnements extrêmes, renforçant ainsi le besoin de prédictions théoriques détaillées et de simulations numériques réalistes. Cette thèse de doctorat contribue à ces efforts en explorant ces deux voies émergentes, en se concentrant sur l'étude de caractéristiques fines de l'image actuellement non résolues produites par des trajectoires photoniques fortement courbées, appelées « anneaux de photons », ainsi que sur l'analyse de la variabilité temporelle dans des séquences d'images de trous noirs. Concernant la première direction de recherche, en considérant des écarts paramétrés à la RG et un modèle simplifié, nous montrons que des déviations gravitationnelles dans M87* pourraient être détectées dans les mesures des anneaux de photons malgré les incertitudes astrophysiques. Nous présentons également les premières étapes vers l'extension de ces résultats à des configurations plus complexes et à des paramétrisations physiquement mieux motivées. Pour la seconde approche, nous décrivons comment les effets différentiels de propagation de la lumière façonnent la variabilité intrinsèque d'une structure compacte de plasma énergétique, un « point chaud », en orbite autour de Sgr A*, et montrons que ces signatures peuvent, en principe, être utilisées pour contraindre les propriétés astrophysiques de l'émetteur, l'orientation relative de l'observateur, ainsi que les propriétés de l'espace-temps du trou noir. En vue d'applications prospectives aux données réelles, nous présentons aussi des extensions du cadre de modélisation, notamment l'implémentation de disques d'accrétion fluctuants analytiquement traitables, sur lesquels des analyses similaires pourront être réalisées.

BepiColombo ouvre ses yeux : première image de l'instrument SIMBIO-SYS

theo.verhaeghe@obspm.fr — 2026-10-06T15:45:11Z

Après huit années de voyage, la mission BepiColombo franchit une nouvelle étape avant d'observer Mercure : les 15 et 16 septembre 2026, la suite instrumentale SIMBIO-SYS a été mise en œuvre pour la première fois dans sa configuration finale. Tous ses canaux fonctionnent, dont VIHI, développé au LIRA et placé sous la responsabilité scientifique d'Alain Doressoundiram.

BepiColombo entre dans la dernière ligne droite vers Mercure

Image d'artiste de BepiColombo qui s'approche de Mercure

Crédits : ESA

Lancée en octobre 2018, la mission BepiColombo de l'ESA approche de son but : Mercure, la plus petite des planètes rocheuses du Système solaire et la plus proche du Soleil. Malgré cette proximité, la planète reste largement inexplorée. Le 3 septembre 2026, le module de transfert MTM, qui a accompagné la sonde tout au long de son voyage, a été séparé (cf. notre actualité sur la séparation du Mercury Transfer Module). L'insertion en orbite autour de Mercure débutera le 21 novembre 2026, et les observations scientifiques commenceront avec la mission nominale, en avril 2027.

SIMBIO-SYS : une première activation réussie

Première image acquise par SIMBIO-SYS

Image obtenue par le canal STC dans la suite instrumentale SIMBIO-SYS

Crédits : Agenzia Spaziale Italiana (ASI)

Quelques jours après cette séparation, SIMBIO-SYS, la suite instrumentale du Mercury Planetary Orbiter (MPO) de l'ESA, a été activée. Elle réunit trois canaux, STC, HRIC et VIHI, qui observeront Mercure sous des angles complémentaires pour en dresser un portrait global : images stéréoscopiques, images à haute résolution et composition de la surface.
Tous trois ont été testés alors qu'ils étaient, pour la première fois, orientés vers le ciel. Les vérifications se sont déroulées avec succès et l'analyse initiale confirme le fonctionnement nominal de l'instrument. Le canal STC a même capturé plusieurs étoiles. Fruit d'une collaboration internationale, SIMBIO-SYS a été développé avec le soutien de l'Agence spatiale italienne (ASI) et l'appui du CNES, et sa direction scientifique est assurée par l'INAF.
« Nous sommes extrêmement satisfaits de ce résultat, car il confirme le potentiel de l'instrument pour délivrer d'excellentes performances lorsque nous commencerons à observer Mercure », commente Gabriele Cremonese, chercheur à l'INAF et Principal Investigator de SIMBIO-SYS. »

VIHI, le canal Made in LIRA, fonctionne correctement

Schéma de la suite instrumentale SIMBIO-SYS

Crédits : ESA

Au cœur de cette suite instrumentale, VIHI (Visible and Near-Infrared Hyperspectral Imager) est le spectro-imageur visible et proche infrarouge développé au LIRA. Sa responsabilité scientifique est assurée par Alain Doressoundiram, astronome de l'Observatoire de Paris - PSL au LIRA. Lors de cette première mise en marche, VIHI a fonctionné correctement, comme les deux autres canaux.
Là où les autres canaux montreront l'aspect de la surface de Mercure, VIHI analysera la lumière qui est réfléchie sur la planète pour déterminer la composition minéralogique de la planète.
« Cette première mise en œuvre de SIMBIO-SYS est une étape particulièrement encourageante. Le bon fonctionnement de VIHI nous permet d'aborder avec confiance la préparation de l'exploitation scientifique. Cet instrument permettra notamment d'étudier la composition de la surface de Mercure dans le visible et le proche infrarouge. Après huit ans de voyage, l'aventure scientifique commence véritablement », souligne Alain Doressoundiram.

La suite : cap sur les observations de Mercure

Les prochaines semaines seront consacrées aux derniers réglages de SIMBIO-SYS. Pour le LIRA, il s'agit désormais de préparer l'exploitation scientifique des premieres données de VIHI, en vue du début des observations de Mercure, prévu en avril 2027.

Athéna Coustenis reçoit la médaille Charles A. Whitten 2026 de l'AGU

Raphael PERALTA — 2026-09-24T15:02:15Z

La planétologue Athéna Coustenis, directrice de recherche au CNRS et membre du LIRA, a été sélectionnée par l'American Geophysical Union (AGU) pour recevoir la prestigieuse médaille Charles A. Whitten 2026. Cette nouvelle distinction internationale récompense ses contributions majeures à l'étude des planètes et de leurs satellites.

L'American Geophysical Union (AGU) a dévoilé les lauréates et lauréats de ses distinctions 2026, qui récompensent chaque année des scientifiques pour leurs contributions remarquables aux sciences de la Terre et de l'espace, mais aussi à l'enseignement, à la communication et à la médiation scientifiques. Athéna Coustenis, planétologue au Laboratoire Instrumentation et Recherche en Astrophysique (LIRA) de l'Observatoire de Paris – PSL, figure parmi les scientifiques distingués cette année.

Athéna Coustenis recevra la médaille Charles A. Whitten, décernée tous les deux ans par l'AGU à une ou un scientifique expérimenté pour des travaux remarquables sur la forme et la dynamique de la Terre et des planètes. Cette médaille distingue notamment des recherches en sciences planétaires, géodésie, géophysique, sismologie et tectonophysique. Elle vient compléter une longue liste de distinctions et de reconnaissances internationales (voir notre précédent article).

La cérémonie de remise des distinctions aura lieu lors de l'AGU Annual Meeting, organisé à San Francisco du 7 au 11 décembre 2026.

Soutenance de thèse de Basile HUSQUINET le mercredi 30 septembre 2026

Raphael PERALTA — 2026-09-22T15:01:40Z

La soutenance de thèse de Basile HUSQUINET aura lieu le mercredi 30 septembre à 10h dans la salle Denise, sur le site de Paris.

Elle pourra être suivie en direct sur la chaine YouTube du LIRA

Titre de la thèse

Contraintes des modèles astrochimiques de formation de glace à la surface des grains de poussière interstellaires à l'aide d'expériences en laboratoire.

Composition du jury

Maria Elisabetta PALUMBO (Directeur de recherche, INAF) : Présidente
Patrice THEULE (Maître de conférences, Aix-Marseille Universite) : Rapporteur
Stephanie CAZAUX (Associate Professor, Technische Universiteit Delft) : Rapportrice
Maria Elisabetta PALUMBO (Directeur de recherche, INAF) : Examinatrice
François Dulieu (Professeur des Universités, CYU) : Directeur de thèse
Paola Caselli (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Allemagne) : Directrice de thèse
Olli SIPILa (Docteur, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics) : Co-encadrant de these

Résumé

Le milieu interstellaire (MIS) présente une grande complexité chimique. Les espèces qui le composent résident à la fois dans phase gazeuse et à la surface des grains de poussière, lesquels agissent comme catalyseurs dans les régions les plus froides et les plus denses du MIS, où les espèces en phase gazeuse s'accumulent à leur surface pour former des manteaux de glace. Les espèces légères, telles que les atomes d'hydrogène (H), sont mobiles à la surface des grains et peuvent réagir avec d'autres espèces adsorbées pour produire des molécules plus complexes, notamment l'eau (H2O), le peroxyde d'hydrogène (H2O2), le formaldéhyde (H2CO), le méthanol (CH3OH), et bien d'autres. Les objectifs de cette thèse sont de comprendre les processus physico-chimiques — diffusion, désorption, cinétique et morphologie — impliqués dans la formation de glace sur les grains de poussière interstellaire afin de contraindre les modèles astrochimiques décrivant les processus chimiques dans le MIS.

Cette thèse porte à la fois sur des études expérimentales et théoriques de la formation de glace à la surface des grains. Les expériences ont été menés à l'aide de l'appareil VENUS (VErs de NoUvelles Synthese) au laboratoire LIRA-CY, au sein de CY Cergy Paris Université et de l'Observatoire de Paris — PSL. Des espèces ont été déposées sur un substrat froid (au-dessus de 7 K) dans une chambre à ultra-vide, et les produits obtenus ont été analysés par spectrométrie de masse et infrarouge. La partie théorique, réalisée au Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) en Allemagne, utilise le code astrochimique pyRate ainsi qu'un code que j'ai développé pour simuler les conditions expérimentales de VENUS.

Dans la première étude, je présente des résultats purement expérimentaux concernant la morphologie de la glace d'eau, obtenus par l'analyse de sa bande d'étirement OH à 3 μm, à l'aide de trois méthodes de dépôt : le dépôt par background, le dépôt par jet moléculaire et la formation d'eau directe par co-déposition de dioxygène (O2) avec H. En réalisant ces dépôts à 10 K, ces trois méthodes permettent d'obtenir de la glace d'eau amorphe, mais avec des niveaux de porosité différents : le dépôt par background forme une glace amorphe poreuse, tandis que le dépôt par jet et la formation directe forment de la glace amorphe compacte.

Dans la seconde étude, j'examine la formation de H2CO et de CH3OH par la réactivité du monoxyde de carbone (CO) et H en présence du gaz noble néon (Ne). Le néon est le cinquième élément le plus abondant dans l'Univers. Étant chimiquement inerte, il n'a jamais été pris en compte dans les modèles astrochimiques. Dans cette étude je montre que la présence de Ne inhibe de manière significative la réactivité du CO avec H entre 9 et 12 K, avec des diminutions pouvant atteindre respectivement 82 % et 77 % de la formation de H2CO et de CH3OH à 9 K. Par la suite, j'établis, à l'aide de pyRate et d'un modèle de cœur pré-stellaire, que le Ne se condense sur les grains dans la région centrale du noyau (< 5 000 UA), où le CO est entièrement gelé sur les grains de poussière.

Dans la troisième étude, je compare mes résultats expérimentaux concernant la cinétique de formation de H2O et de H2O2 par hydrogénation d'une demi-couche d'O2 entre 9 et 15 K avec des simulations effectuées à l'aide du code que j'ai développé, IceRate. Je montre que, indépendamment du modèle de diffusion utilisé (saut thermique, effet tunnel ou un modèle antérieur publié dans la littérature), ces simulations ne reproduisent pas fidèlement les abondances de H2O2 et de H2O. La compétition réaction-diffusion conduit à une surestimation des abondances surfaciques de HO2 et d'OH, qui ne sont pas observées dans les mesures expérimentales, alors qu'un modèle fondé sur la probabilité de l'effet tunnel fournit une estimation raisonnable pour HO2 et OH (lorsqu'on considère une barrière de 50 K pour O2 + H), mais prédit une barrière réactionnelle pour H2O2 + H qui demeure irréaliste.

Retour sur l'éclipse solaire du 12 août 2026

Raphael PERALTA — 2026-09-16T07:43:25Z

Le 12 août dernier, la Lune est venue éclipser le Soleil, offrant aux observateurs un spectacle exceptionnel. En France, le Soleil était partiellement éclipsé, avec une occultation de plus de 90% selon les régions. En Espagne, le spectacle était encore plus saisissant : quelques minutes de totalité pendant lesquelles le jour s'est transformé en crépuscule et la couronne solaire est devenue observable. Plusieurs membres du LIRA ont immortalisé cette éclipse, depuis la France et depuis la bande de totalité en Espagne. Retour en images sur cette journée hors du commun.

Une éclipse de Soleil totale

Figure 1 – À gauche : schéma d'une éclipse de Soleil. L'éclipse est totale dans le cône d'ombre et partielle dans le cône de pénombre. À droite : représentations d'une éclipse solaire partielle et d'une éclipse totale. Les tailles des astres et les distances relatives ne sont pas respectées sur ce schéma.

Crédit : Alienor Flores - Observatoire de Paris-PSL

Il faut un alignement entre le Soleil, la Lune et la Terre pour qu'une éclipse solaire se produise. Lorsque la Lune passe devant le Soleil, elle masque une partie de sa lumière et projette son ombre sur la Terre. Mais selon la position de l'observateur, le type d'éclipse n'est pas le même (cf. Figure 1).

Lorsque le disque lunaire recouvre entièrement celui du Soleil, l'éclipse est dite totale. Cette situation ne se produit que dans une région très limitée de la surface terrestre : la bande de totalité, correspondant à la zone balayée par l'ombre de la Lune. En dehors de cette zone, l'éclipse est partielle et seule une partie du disque solaire est masquée.

Pour comprendre les conditions nécessaires à la formation d'une éclipse totale, retrouvez notre fiche explicative sur les éclipses.

La France dans la pénombre de la Lune

Le 12 août, les français ont assisté à une éclipse partielle. Une très grande partie du Soleil était pourtant masquée, avec une occultation variant selon les régions et atteignant jusqu'à 99% dans le Sud. Même sans atteindre la totalité, le spectacle était impressionnant. Les membres du LIRA présents dans différentes villes de France ont pu photographier les différentes phases de l'éclipse, comme en témoignent les images de la figure 2.

Figure 2 – Images directes de l'éclipse partielle du 12 août 2026 prises par des membres du LIRA dans différentes villes de France.

Crédit : Estelle Salibur - Observatoire de Paris-PSL

Pour assister à la totalité, il fallait en revanche se déplacer dans la bande de totalité. Celle-ci traversait notamment l'Espagne, offrant à plusieurs membres du LIRA l'occasion de faire le voyage et de vivre l'éclipse dans le cône d'ombre de la Lune (figure 3).

Figure 3 – Images directes de l'éclipse de Soleil du 12 août 2026 prises par des membres du LIRA dans différentes villes d'Espagne. Zone grisée : bande de totalité.

Crédit : Estelle Salibur - Observatoire de Paris-PSL

Sur place, quelques minutes ont suffi pour transformer complètement le paysage : la lumière a diminué, le ciel s'est assombri et, au moment de la totalité, le disque brillant du Soleil a laissé place à la Lune entourée de la couronne solaire (figure 4).

Une occasion exceptionnelle pour observer l'activité solaire

Une éclipse totale offre une occasion privilégiée d'observer la couronne solaire, cette région extérieure de l'atmosphère du Soleil habituellement invisibilisée par l'éclat du disque solaire.

La couronne atteint des températures de plusieurs millions de degrés. La lumière que nous en percevons lors d'une éclipse provient notamment de la lumière solaire diffusée par les électrons libres qui s'y trouvent. Cette lumière diffusée constitue un précieux indicateur de la structure de la couronne et, indirectement, de son champ magnétique.

Le 12 août, les observations en Espagne ont notamment révélé une protubérance, visible sous la forme d'une structure rougeâtre au bord du disque lunaire (figure 4). Ces structures sont constituées de plasma maintenu et guidé par les lignes de champ magnétique du Soleil et témoignent de l'activité magnétique de notre étoile.

Autre phénomène caractéristique : les perles de Baily. Juste avant et après la totalité, les derniers rayons du Soleil passent entre les reliefs de la Lune et forment de petits éclats lumineux, visibles pendant quelques instants.

Les éclipses sont ainsi une formidable occasion de faire le lien entre observation du ciel et recherche en physique solaire. Pour en savoir plus sur les recherches menées au LIRA sur le Soleil, retrouvez notre page dédiée.

Figure 4 – Différentes images de la couronne solaire prises par des membres du LIRA dans plusieurs villes d'Espagne lors de l'éclipse totale du 12 août 2026.

Crédit : Estelle Salibur - Observatoire de Paris-PSL

Observer une éclipse en tout sécurité

Aussi fascinante soit-elle, une éclipse solaire ne doit jamais être observée directement sans protection adaptée. Regarder le Soleil peut provoquer des lésions irréversibles de la rétine.

Le risque peut sembler paradoxal lors d'une éclipse : la luminosité ambiante diminue fortement et l'œil s'adapte à cette nouvelle obscurité. Il peut alors sembler naturel de regarder vers le Soleil. Pourtant, même lorsqu'une grande partie de son disque est masquée, la lumière solaire restante est suffisamment intense pour endommager la rétine.

Pour observer directement les phases partielles d'une éclipse, il est donc indispensable d'utiliser des lunettes d'éclipse (figure 5).

Figure 5 – Observations avec des lunettes adaptées aux éclipses solaires.

Crédit : Estelle Salibur - Observatoire de Paris-PSL

Il existe heureusement de nombreuses façons d'observer une éclipse sans regarder directement le Soleil. Projection de l'image solaire à travers un instrument adapté, observation d'“ombres volantes” (Ondulations lumineuses dues aux turbulences atmosphériques), lens-flare (lumière parasite dans l'objectif photo) ou encore sténopé (petite ouverture laissant passer la lumière et formant une image) : autant de techniques qui permettent d'observer l'éclipse en toute sécurité (figure 6).

Figure 6 – Images de l'éclipse du Soleil du 12 août prises avec différentes méthodes d'observation indirecte.

Crédit : Estelle Salibur - Observatoire de Paris-PSL

Quelques minutes suspendues

Je n'ai malheureusement pas pu assister moi-même à cette éclipse. En retrouvant mes collègues après leur retour, je leur ai immédiatement demandé ce qu'ils avaient ressenti. Les réponses étaient unanimes : difficile de mettre des mots sur ce qui se passe pendant une éclipse totale.

La lumière disparaît, le paysage se transforme, la température baisse, et le temps paraît comme suspendu. La faune et la flore peuvent elles aussi réagir à cette arrivée soudaine de l'obscurité. Comme si la nuit était soudainement tombée, des oiseaux arrêtent de chanter et des fleurs se referment. Puis, tout s'inverse. Les premiers rayons du Soleil réapparaissent, la lumière revient et, en quelques instants, le monde semble reprendre son cours normal.

Une éclipse totale est un phénomène rare. Pour ne pas manquer les prochaines éclipses visibles depuis l'Europe, retrouvez toutes les informations sur le site de l'Observatoire de Paris – PSL.

Quant à la prochaine éclipse totale visible depuis la France métropolitaine, il faudra patienter 2081.

Vidéo time-lapse de Rupam Jash de l'éclipse solaire du 12 août 2026.