21 novembre 2017
Trois scientifiques de l’Irfu à l’honneur à l’Académie des sciences

Sous la coupole du palais de l'Institut de France de l’Académie des sciences, une cérémonie de remise des prix a eu lieu mardi 21 novembre. Trois chercheurs de l'Irfu ont été récompensés pour leur travaux de premier plan, dans le domaine de la cosmologie pour Nathalie Palanque-Delabrouille (DPhP) et David Elbaz (DAp), et sur les propriétés des poussières et du gaz interstellaire dans l’Univers proche pour Suzanne Madden (DAp).

La compréhension de notre Univers soulève des questions fondamentales auxquelles théorie et observations tentent de répondre, et ouvre la porte à de nouveaux champs d’exploration, comme celui récent des ondes gravitationnelles récompensé par le Prix Nobel de physique 2017.
La plus emblématique énigme de la cosmologie moderne est celle de la composante sombre de notre Univers. Seuls 5% de l’Univers sont constitués de matière connue (dite baryonique) et de rayonnement.  95% de l’Univers sont de nature inconnue: la matière noire (25%), détectée par ses effets gravitationnels à toutes les échelles, et l’énergie sombre (70%), qui agit comme une pression négative s’opposant à la contraction gravitationnelle de l’Univers sous l’effet de la matière. 

Plusieurs sondes observationnelles complémentaires permettent d’enquêter de façon approfondie sur ces composantes sombres, d’une part en caractérisant leurs propriétés, et d’autre part en remontant le cours de l’histoire de l’Univers et de la formation des premières structures - des étoiles aux galaxies et amas de galaxies. Le CEA joue un rôle clé en contribuant à ces programmes observationnels ambitieux, ainsi qu’à la réalisation des instruments au sol et spatiaux les permettant. Trois de ses chercheurs sont récompensés pour leur travaux de premier plan; voici leurs portraits.


 

Nathalie Palanque-Delabrouille, femme scientifique de l’année

Le prix Irène Joliot-Curie est destiné à promouvoir la place des femmes dans la recherche et la technologie en France. En 2017 la Femme scientifique de l'année est la physicienne Nathalie Palanque-Delabrouille qui suit une carrière scientifique exemplaire alliant excellence et dynamisme.

Le fil rouge de son travail de recherche est l’amélioration de la connaissance de l’Univers, de son histoire, de sa composition. Sur l’expérience EROS pour la recherche de matière noire dans notre galaxie; puis ANTARES pour décrypter les phénomènes les plus violents du Cosmos, en observant la trace de neutrinos cosmiques au fond des océans ; SNLS en tirant profit d’explosions d’étoiles en supernovae à des milliards d’années-lumière, pour étudier les propriétés de l’énergie noire; enfin SDSS et son successeur DESI pour sonder plus finement les principales mais énigmatiques composantes de l’Univers que sont matière et énergie noires, à partir de la cartographie des galaxies et filaments d’hydrogène dans l’univers. Dans chaque cas, Nathalie a pris en charge une part importante du projet, de la R&D d'instruments, de la stratégie observationnelle de supernovae, de galaxies et de quasars et jusqu’à la publication des résultats.

Quand on demande à Nathalie les points saillants de sa carrière, elle commence par évoquer sa thèse, en cotutelle entre le service de physique des particules de l’Irfu (SPP devenu DPhP) et l’Université de Chicago, qui lui a permis de découvrir la recherche dans deux pays et deux laboratoires différents. Puis, elle raconte son attachement à l’Irfu, qui lui a permis de s’épanouir en participant à des collaborations différentes et enrichissantes. Ensuite vient son année sabbatique passée à Berkeley, pour encore s’ouvrir l’esprit, découvrir un autre laboratoire, et aussi donner à ses enfants l’opportunité de devenir bilingues. Car Nathalie, grande sportive et grande voyageuse, parle couramment l’anglais mais maîtrise aussi l’espagnol et se débrouille suffisamment en russe pour parler matière noire toute la nuit avec un chauffeur de bus kazakhe.  
« Mon mari et moi, on devait traverser l'Ouzbekistan en bus de nuit pour rejoindre Samarkand. Le chauffeur nous a demandé nos métiers. Quand il a entendu chercheuse en Cosmologie, il a immédiatement passé le volant à son copilote, et on a parlé Univers, trous noirs, énergie noire ! Vers minuit, il a laissé tout le bus et les passagers à un arrêt et nous a offert le dîner pour qu’on puisse continuer à parler. Ça nous a pris la nuit entière à cause de notre niveau en russe. C’était un moment génial. » .
Parce que si Nathalie fait la science, elle adore aussi la partager. Nathalie est une scientifique remarquable, et ses pairs ne s’y sont jamais trompés. Quelle que soit l’expérience pour laquelle elle a travaillé, elle en a à chaque fois pris en charge intégralement un aspect depuis les développements techniques jusqu’à la publication des résultats : dans l’expérience Eros (thèse récompensée par le prix Saint-Gobain « Jeunes Chercheurs » de la SFP) ; dans Antares ; dans SNLS; dans SDSS (sa contribution exceptionnelle lui a valu d’être élevée au statut d’architecte de SDSS et elle est chef de groupe) ; et maintenant dans DESI (elle est chef de groupe) et dans le groupe cosmologie du DPhP (son travail sur la contribution des neutrinos cosmologiques à la matière noire a été récompensé par l’attribution de deux financements de l’ANR) qu’elle dirige. Ses activités de recherche en cosmologie et en astroparticule ont été récompensées, en 2010, par le prix Thibaud de l’Académie des Sciences, Belles-Lettres et Art de Lyon. Son expertise en cosmologie et matière noire est internationalement reconnue et soumise régulièrement à contribution. Bref vous voulez connaitre les secrets les plus sombres de l’Univers, demandez à Nathalie. Et elle n’hésitera pas un instant à vous répondre tant elle communique sa passion et ses connaissances avec plaisir.
Son tout premier prix, c’est à son sens de l’enseignement qu’elle le doit, l’Université de Chicago lui ayant décerné celui d’Excellence in Teaching of Undergraduates alors qu’elle était en thèse. Elle enseigne dans des écoles de haut niveau comme les écoles d’été du Cern, donc des enseignements spécialisés et ponctuels ; mais elle communique aussi avec le grand public, « tous azimuts » comme elle le souligne avec un grand sourire : au festival de Fleurance, au comité duquel elle participe depuis 12 ans, aux Universités du Temps Libre, dans les sociétés d’astrophysique et aussi dans les classes préparatoires. Elle a écrit deux livres remarqués, dont l’un récompensé par le prix du livre d’astronomie. Nathalie n’est pas seulement une femme scientifique digne de tous les éloges, elle concourt aussi à promouvoir le rôle des femmes dans la science. Elle a par exemple répondu présente à l’appel de la commission « femmes de la physique » de la SFP pour proposer une liste d’oratrices physiciennes pour intervenir auprès du grand public ou de scolaires. Et elle s’est investie dans le premier « comité pour la participation des femmes dans SDSS » chargé d’assurer l’exemplarité du projet SDSS sur l’égalité homme-femme et la promotion des femmes en astrophysique.
Si quelqu’un mérite le prix de femme scientifique de l’année, c’est bien Nathalie Palanque-Delabrouille, bravo et merci à elle.

 

Suzanne Madden et Francisca Kemper, prix 2017 de la Fondation scientifique franco-taiwanaise

Suzanne Madden du Département d'Astrophysique du CEA-Irfu et Francisca Kemper de l’Institut d'Astronomie et d'Astrophysique de l’Academia Sinica ont reçu le prix 2017 de la Fondation scientifique franco-taiwanaise pour leurs recherches sur les relations entre les gaz et poussières interstellaires et l’activité de formation des étoiles dans les Nuages de Magellan. Ce prix, octroyé par le Ministère des Sciences et Technologie of Taiwan (MOST) et l’Académie des sciences, récompense et encourage un binôme scientifique franco-taiwanais pour sa contribution scientifique dans un domaine d’intérêt pour les deux pays.

Suzanne Madden a dirigé le programme du satellite Herschel consacré à la cartographie de la poussière et du gaz dans l'univers local. L'un de ses résultats les plus importantes est l'analyse des propriétés de la poussière dans l'infrarouge moyen et submillimétrique et les diagnostics d'émission de gaz obtenu notamment à partir du Sondage des galaxies naines (Dwarf Galaxy Survey), le plus grand sondage de galaxies à faible métallicité de l'univers local.

Madden et ses collaborateurs ont découvert de grands réservoirs d'hydrogène moléculaire dans les galaxies à faible métallicité qui ne pouvaient pas être signalés par les raies d'émission millimétrique du CO mais qui ont pu être mis en évidence par la raie d'émission du carbone ionisé dans l'infrarouge lointain. Ils constatent que plus de 80% du réservoir total de gaz hydrogène moléculaire qui alimente l'activité de formation d'étoiles dans ces galaxies, est non détecté si l'on utilise seulement le traceur CO standard. Le groupe de recherche de Suzanne Madden et l'équipe de sa collaboratrice taïwanaise, Francisca Kemper, ont en particulier étudié les gaz, les poussières et les populations stellaires des nuages ??de Magellan, nos plus proches galaxies naines à faible métallicité, en utilisant les télescopes Spitzer et Herschel ainsi que le télescope infrarouge SOFIA (NASA).

Suzanne Madden est co-responsable du projet européen "FP7 DustPedia", qui a pour objectif d'étudier les propriétés de la poussière cosmique, ses caractéristiques physiques (composition chimique, distribution de taille et température), ses origines (étoiles évoluées, supernovae et croissance). dans l'ISM) et les processus qui détruisent cette poussière, tels que les chocs. Cette étude fournira la distributions et les propriétés de la poussière de 800 galaxies de l'univers proche, permettant des études statistiques qui permettront de mieux comprendre l'évolution des galaxies à travers le temps cosmique.


 

David Elbaz, prix thématique en Science de l'Univers 

David Elbaz a reçu le prix Jaffé 2017 de l'Institut de France décerné sur proposition de l'Académie des Sciences pour ses contributions décisives à l’étude de l’évolution des galaxies et de la formation stellaire dans l’Univers.

David Elbaz dirige le laboratoire Cosmologie et Evolution des Galaxies du département d'astrophysique de l'Irfu. Il est conseiller scientifique auprès de l'agence spatiale européenne pour la sélection de ses futures missions spatiales (ESA, Astronomy Working Group) et préside le conseil scientifique du Programme National Cosmologie et Galaxies (PNCG) pour l’INSU (Institut National des Sciences de l’Univers) du CNRS.

Il a conduit plusieurs grands programmes internationaux d'observation des galaxies lointaines dans l'infrarouge et le domaine millimétrique à l'aide des observatoires spatiaux ISO, Spitzer et Herschel et terrestres, ALMA. Couplés au développement de techniques novatrices d’analyse d’images et de modélisation des galaxies, ces programmes ont fait progresser nos connaissances sur la formation des galaxies et des grandes structures de l’univers. En dévoilant les étoiles enfouies dans la poussière interstellaire, ils ont permis de remonter l’histoire cosmique de la formation des galaxies et de leur formation d’étoiles. Il est ainsi apparu que malgré leurs différences de formes et d’environnements aux grandes échelles, les galaxies formaient leurs étoiles de manière universelle. Cette universalité reflète le rôle joué par la matière noire, servant de puits gravitationnel, et de la matière intergalactique, véritable manne céleste nourrissant les galaxies. Cette quête l’a conduit avec son équipe à découvrir l’amas de galaxies le plus distant connu à l’heure actuelle et dont l’image a été captée juste au moment de sa naissance, il y a plus de 11 milliards d’années. Cette découverte a nécessité l’utilisation des plus grands télescopes au sol (ALMA, IRAM, VLA, VLT) et dans l’espace (Herschel, Spitzer, HST, XMM-Newton, Chandra).

En plus de ces contributions scientifiques impressionnantes, David Elbaz est aussi auteur et a publié des ouvrages de vulgarisation et des romans scientifiques. Dans son dernier livre « À la recherche de l’Univers invisible » publié en 2017 chez Odile Jacob, il partage avec ses lecteurs ses questionnements autour de ce qu’il appelle le « triolet noir de notre ignorance », en parlant de la matière, d’énergie et de trous noirs.

 

Cette actualité a fait l'objet d'un communiqué de presse du CEA

Pour le prix Irène Joliot-Curie:

 

 

Maj : 22/11/2017 (4232)

 

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