ARchitectures de bolomètres pour des TElescopes à grand champ de vue dans le domaine sub-MIllimétrique au Sol – ARTEMIS

Le projet ARTEMIS a pour objectif le développement de nouvelles architectures de détection photonique dans le domaine des longueurs d'onde submillimétriques. Ces architectures visent d'abord à répondre à des besoins de l'astronomie dans les prochaines années. - Les observations astronomiques dans la gamme submillimétrique sont actuellement limitées soit par la résolution angulaire des télescopes soit par la sensibilité et le champ de vue des systèmes de détection. Ces limitations peuvent être contournées sur les nouvelles générations de radiotélescopes, tels ceux développés dans le cadre du programme ALMA sur les hauts plateaux d'Atacama au Chili, à condition de disposer d'une technologie permettant la réalisation de grands plans focaux formés de matrices de plusieurs milliers de pixels de grande sensibilité. - Les développements en cours au CEA, sur la base de technologies silicium maîtrisées au LETI/LIR peuvent répondre à ces nouveaux enjeux. Le projet ARTEMIS consiste à couvrir une double fenêtre d'observation au sol à [200-450] µm et à [800-1200] µm dans un même instrument. - La première voie de la caméra, ARTEMIS-1 ([200-450] µm) couple le rayonnement incident sur un plan focal formé de bolomètres à grilles développés pour le projet Herschel, une mission satellite de l'ESA dans laquelle est fortement impliqué le CEA. Cette première voie fera l'objet de la réalisation d'un démonstrateur qui sera testé dès 2006 au Gornergrat en Suisse, sur le télescope KOSMA en collaboration avec l'équipe allemande de l'Université de Cologne. A partir de 2007, ce démonstrateur devrait équiper une des antennes du site Chajnantor au Chili, NANTEN2, en collaboration avec l'équipe japonaise de l'Université de Nagoya. - La deuxième voie de la caméra, ARTEMIS-2 ([800-1200] µm) couplera le rayonnement sur une matrice de bolomètres à antennes, sur la base de deux filières technologiques, l'une s'appuyant sur le programme national DCMB piloté par le CNRS/CRTBT, l'autre en développement au CEA/LETI. Un démonstrateur couvrant cette plage de longueur d'onde devrait être testé en 2007 sur le télescope KOSMA en Suisse. - A l'issue des 3 années du projet, la caméra 2 voies ARTEMIS pourrait être exploitée scientifiquement sur l'une des antennes prototypes du programme ALMA (ex. antenne APEX de 12 m ou ASTE de 10 m). Elle ouvrira ainsi l'observation d'objets intéressant à la fois la communauté de scientifiques travaillant sur les stades précoces de la formation stellaire et celle impliquée dans la formation des plus grandes structures de l'univers à une échelle cosmologique. Les perspectives scientifiques pour ces deux communautés ainsi que les développements technologiques sont brièvement exposés en partie B-1 de la proposition. Les détails scientifiques et technologiques ainsi que l'organisation du projet sont exposés en partie B-2. - En résumé, ARTEMIS-1 ouvrira la haute résolution angulaire dans le domaine [200-450] µm et ARTEMIS-2 permettra les premières cartographies à très grand champ dans le domaine [800-1200] µm. - Par ailleurs, la mise au point de ces nouvelles technologies d'imageurs dans ces domaines de longueurs d'onde ouvrira vraisemblablement de nouveaux champs d'application dans des domaines autres que l'astronomie, à l'image des retombées technologiques que nous avons connues pour des matrices de pixels CCD (domaine du médical, de l'environnement ou de la défense). -