Gravi-gradiomètres de très haute sensibilité – GRADUS

Le projet GRADUS vise à développer un nouveau type de capteurs de gravité basés sur l'interférométrie atomique, qui mesureront dans un même instrument à la fois l'accélération de la gravité et son gradient. Ces capteurs combineront les avantages des gravimètres atomiques absolus et des gradiomètres de gravité : sensibilité et stabilité à long terme (grâce à des facteurs d'échelle parfaitement connus et stables, liés à la longueur d'onde des séparatrices lumineuses), sensibilité à la limite du bruit de projection quantique pour les mesures de gradient (grâce au rejet du bruit de vibration en mode commun). Deux capteurs de ce type seront étudiés et comparés dans le cadre de ce projet, qui s'appuieront sur des géométries d'interféromètres différentes. Le premier est un prototype de capteur industriel réalisé par MUQUANS, basé sur des techniques interférométriques matures (atomes en chute libre refroidis au laser et séparatrices basées sur des faisceaux Raman), tandis que le second, en développement à SYRTE, explorera des méthodes d’interférométrie plus avancées - mais moins matures : des atomes ultra-froids lancés en géométrie de fontaine comme sources des interféromètres d'une part, et des séparatrices basées sur des transitions multiphotoniques d’autre part.
Bien que des performances comparables soient attendues en termes de mesures d'accélération de la gravité pour les deux instruments (qui devraient être finalement limitées par le bruit des vibrations du sol), l'utilisation de ces nouvelles méthodes permettra une amélioration considérable de la précision de la détermination du gradient de gravité. L'évaluation précise de leur potentiel pour les mesures de haute précision est essentielle pour maximiser l'efficacité du transfert de connaissances que nous prévoyons à la fin du projet. Nous anticipons en effet que GRADUS ouvrira la voie au développement industriel d’une nouvelle génération de capteurs, avec des avantages concurrentiels déterminants en termes de capacités de mesure, de précision et de portabilité.