Planck-HFI, l’instrument français qui éclaire l’histoire de l’univers

Les mesures réalisées pendant 15 mois par le satellite européen Planck, publiées aujourd’hui, renouvelle la vision sur l’histoire de l’univers. L’un des deux instruments qui mesurent le rayonnement fossile, HFI, fonctionne à seulement 0,1°C  au-dessus du zéro absolu. Il a été conçu par une dizaine de laboratoires du CNRS, du CEA et d’universités françaises.

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Vous n’en doutiez peut-être pas, mais ça se confirme : notre univers est bien plat. Ce n’est pas le seul résultat des observations du satellite lancé en 2009 , en même temps que le télescope Herschel, par l’Agence spatiale européenne : l’expansion de l’univers n’est pas aussi rapide que prévue (révision à la baisse de la constante de Hubble), et sa composition a un peu changé – un peu moins d’énergie noire, un peu plus de matière noire, et un peu plus de matière ordinaire. Mais surtout, le satellite européen a permis de dresser une nouvelle carte qui renseigne sur l’histoire de l’univers, et la manière dont il a évolué.

Planck a en effet mesuré le rayonnement fossile, cette lumière émise peu après (380 000 ans) le Big Bang, et ses variations d’intensité dans tout le ciel, qui renseignent sur l’évolution de l’univers. Deux instruments sont responsables de ces mesures, pour couvrir tout le spectre lumineux concerné : le LFI (Low Frequency Instrument), dont la conception a été pilotée par les Italiens, et le HFI (High Frequency Instrument), mené par les Français.

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Conçu et assemblé sous la direction de l’Institut d’Astrophysique Spatiale (CNRS/Université Paris Sud), HFI coûté 140 millions d’euros et mobilisé 80 chercheurs. Il est constitué de 52 bolomètres, des capteurs métalliques associés à un thermomètre : leur température change quand ils absorbent un photon. Des fluctuations de température de 2 millionièmes de degré peuvent être détectées ! A condition que l’instrument fonctionne à très basse température. C’est une autre contribution essentielle à l’instrumentation de Planck : un système cryogénique qui permet de maintenir l’appareil à -273,05°C, inventé par Alain Benoît, de l’Institut Néel (CNRS).

Thierry Lucas

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