Capteurs Quantiques à Atomes Froids : mesure du Champ de pesanteur A toutes les échelles

Les capteurs atomiques à atomes froids constituent une révolution pour les mesures du champ de pesanteur. Ils permettront d’en réaliser des mesures à toutes les échelles spatiales et de ses variations dans le temps. Ces aptitudes sont nécessaires à la réalisation des systèmes de références et au suivi des évolutions des paramètres du champ de pesanteur en visant des modèles globaux qui utilisent simultanément l’ensemble des mesures à petites et à grandes échelles. Aux plus petites échelles les gradiomètres au sol détermine la dérivée de la pesanteur et donnent des informations sur le sous-sol. Les mesures des gyromètres, donneront des informations de nature sismologiques locales. Aux échelles spatiales intermédiaires, les gravimètres embarqués permettront une cartographie de la pesanteur sur de grandes surfaces. De même, des mesures à l’aide d’horloges atomiques, dont la fréquence dépend du potentiel du champ de pesanteur est moins sensible aux défauts locaux, et sont adaptées à des cartographies dans des zones de montage ou en bord de mer, où il n’est pas possible de réaliser des mesures avec les mêmes instruments. Les accéléromètres spatiaux permettront une couverture globale du champ de pesanteur sur l’ensemble du globe. Parmi les nombreuses applications anticipées de ces capteurs atomiques, le projet se concentre sur le domaine de la géophysique et permettra de contribuer à répondre aux enjeux de gestion des catastrophes naturelles comme en vulcanologie pour aider comprendre et à prévoir les montées magmatiques, en séismologie pour mesurer la montée des pressions accumulées avant les séismes ou la propagation locale des ondes sismiques, et le changement climatique pour surveiller l'élévation du niveau de la mer, les évolutions des nappes phréatiques, fournissant ainsi des informations précises aux décideurs. Il permettra également de développer des usages orientés vers d’autres domaines comme le génie-civil ou le suivi du stockage du CO2. Pour atteindre ces objectifs, une approche de recherche globale est nécessaire sur le développement des capteurs, avec la triple ambition d’exploiter le plein potentiel de la mesure quantique, d’améliorer la compacité et la transportabilité de ces capteurs, et de faire la démonstration de nouveaux cas d'usages concrets