Classé au niveau national par le Ministère chargé de l’Enseignement supérieur et de la Recherche parmi les très grandes infrastructures de recherche, le projet international CTAO bénéficie d’un soutien financier de la France. L’engagement porte en particulier sur la fourniture de 12 structures électromécaniques pour les SST – et ce, à travers l’expertise scientifique et technique de l’Observatoire de Paris-PSL, en partenariat avec le CNRS.
La contribution française au CTAO s’inscrit dans un programme plus large visant à terme à déployer deux réseaux inédits de télescopes de différentes tailles, l’un dans l’hémisphère nord (en Espagne dans les Îles Canaries), l’autre dans l’hémisphère sud, au Chili.
L’objectif du CTAO est de détecter les rayons gamma aux plus hautes énergies (jusqu’à 300 TeV) émis par des sources galactiques (restes de supernovae, nébuleuses de vent de pulsars...) et extra-galactiques (noyaux actifs de galaxies, sursauts gamma ...).
Pour couvrir des énergies de 20 GeV à 300 TeV, le CTAO sera constitué de télescopes de trois tailles différentes :
- petite (4 m de diamètre, SST pour « small-sized telescope »),
- moyenne (12 m, MST pour « medium-sized telescope »),
- grande (23 m, LST pour « large-sized telescope »).
Quand il sera pleinement opérationnel ("configuration alpha"), le CTAO inclura 4 LST au nord et 2 au sud, 9 MST au nord et 14 au sud, ainsi que 37 SST au sud.
Alors que le premier des télescopes de grande taille (LST-1) est en phase de commissioning à La Palma et fournit déjà des résultats scientifiques impressionnants, un début des opérations avec des réseaux intermédiaires est attendu à partir de la fin 2026.
Une expertise technologique de référence
Depuis 2015, l’Observatoire de Paris-PSL abrite sur son campus meudonnais le prototype français d’un télescope de type "Schwarzschild-Couder" de petite taille, qu’il a développé sur la base d’un concept technologique pionnier comprenant deux miroirs. Grâce à ses performances optiques exceptionnelles, cette approche a été retenue pour la conception des SST, avec un design proposé par l’équipe italienne et amélioré par les ingénieurs et chercheurs de l’Observatoire de Paris – PSL.
Le marché récemment attribué donne le coup d’envoi pour la fabrication des 12 structures électromécaniques de SST, chacune de 4 mètres de diamètre, promises par la France. Il résulte d’un travail de longue haleine mené par les équipes de l’UNIDIA et du LUX, avec le soutien du pôle achats de la délégation CNRS DR5.
Le marché a été remporté par un groupement industriel piloté par l’entreprise Dal Ben SpA, déjà impliquée dans la fabrication des 14 premiers SST italiens, gérés par l’INAF pour le marché italien. Pour le marché français, l’entité s’associe à sa filiale Dal Ben SAS de Lyon, assurant ainsi que près de 49 % des ETP industriels seront issus d’une entreprise française.
La production des structures du marché français démarrera après la validation en usine du premier télescope du marché italien, prévue fin 2025. L’arrivée de la première structure issue du marché français est attendue fin 2026, sur le site chilien du CTAO. Le télescope, assemblé à partir de cette structure, fera ainsi partie de la première configuration intermédiaire du réseau sud du CTAO, composée de 2 MST et de 5 SST. Les 12 structures seront complétées par des miroirs segmentés et des caméras à base de SiPM, fournis par les partenaires internationaux, au sein du "SST consortium".
Aux côtés des SST italiens et des télescopes de grande et moyenne taille, les premiers SST fournis par la France feront partie des réseaux préliminaires ("system releases"), dont les premières données sont attendues en 2027.
Au-delà de son apport technologique à l’élaboration des SST, l’Observatoire de Paris - PSL joue un rôle scientifique central dans le CTAO, en tant que grand établissement de recherche en Astrophysique, aux côtés de plus de 150 instituts de recherche issus de 25 pays prenant part au projet. Il est notamment impliqué dans l’élaboration de futurs programmes observationnels, et la préparation de l’archivage et de la distribution des données de haut niveau.
Observations des sources les plus extrêmes de l’Univers
La sensibilité et la couverture en énergie inégalées de CTAO laissent espérer des avancées considérables dans les recherches menées par le LUX sur les blazars et autres noyaux actifs de galaxies, les sursauts gamma (GRBs) et l’accélération des rayons cosmiques dans les « PeVatrons ».
Les SST couvriront les énergies les plus extrêmes (de quelques TeV à 300 TeV) et permettront d’étudier précisément les formes spectrales des "PeVatrons" et des blazars "extrêmes" pour comprendre les mécanismes d’accélération de particules à des énergies inégalées dans les laboratoires.
