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Mesures ultra-précises de la gravité et de l’accélération dans l’espace

L’accélérométrie spatiale, un leadership mondial de l’ONERA

Etudier globalement les courants marins et la fonte de glaces, cartographier la gravité terrestre, mieux connaître ce qu'il y a sous la croûte terrestre, vérifier les lois les plus fondamentales de la physique, évaluer les variations de position des satellites... Comment fait-on tout ça ? Avec les accéléromètres spatiaux de l’ONERA !

Ces instruments, de véritables balances ultrasensibles, développés par l'ONERA depuis plus de cinquante ans, permettent de mesurer les accélérations à partir des mouvements d'un corps en lévitation dans un champ électrostatique avec une précision record, jusqu’à 10-15 m.s-2. NASA, ESA, CNES font confiance à l’ONERA pour des missions spatiales de sciences de la Terre ou de physique fondamentale qui s’appellent Champ, Grace, Grace Follow-On, Goce, Microscope…

 

 

 

 

 

 


Au départ, une « fausse bonne idée »

La découverte des accéléromètres est née d’une bonne intuition des aérodynamiciens de l’ONERA. Au début des années 1960, ils cherchent un moyen de suspendre les maquettes en soufflerie sans utiliser ni support ni fil. Ils choisissent de les faire léviter, c'est-à-dire de les sustenter dans un champ électromagnétique.

Mais la lévitation est très instable : le projet est abandonné. L’idée est reprise par des physiciens : ils emprisonnent une bille dans une petite cage sphérique, et la maintiennent en lévitation dans un champ électrique. Les variations d'accélération de l’ensemble tendent à faire bouger cette masse, qui se rapproche alors d'une des parois du réceptacle. Un asservissement fait varier le champ électrique, afin de maintenir cette masse centrée.

Ce sont ces variations du champ électrique qui fournissent la mesure de l'accélération.

04.09.2015