Un laboratoire spatial majeur

Le Département d'Astrophysique, UMR AIM au sein de l’IRFU, figure parmi les laboratoires spatiaux majeurs en France, au niveau européen et international. En collaboration directe avec le CNES qui a la responsabilité des activités spatiales des laboratoires français, il est fortement impliqué dans les missions spatiales du programme scientifique Cosmic Vision de l’ESA, ainsi que sur des missions bilatérales portées par le CNES.

Le développement de l’astrophysique au CEA a débuté en partenariat avec le CNES dès sa création au début des années 1960. L’astrophysique est une science en plein essor grâce au fort potentiel de découvertes qu’elle amène. Des instruments de plus en plus nombreux et puissants, au sol ou sur satellite, permettent de sonder l’univers avec une résolution angulaire et une sensibilité accrue, et ceci dans toute la gamme du spectre électromagnétique. Parallèlement, la modélisation, notamment à partir de simulations numériques, prend une place grandissante en astrophysique ; les problèmes astrophysiques sont la plupart du temps des problèmes complexes qui font appel à d’autres disciplines de la physique. L’astrophysique et les autres domaines de la physique s’enrichissent mutuellement.

Structure de l’AIM

L’AIM a deux principaux objectifs :

1. Développer des programmes de recherche en astrophysique au meilleur niveau international ;
2. Développer des instruments de pointe nécessaires à cette recherche, ainsi que les segments sol associés.

Pour atteindre ces objectifs, L'AIM est composée d'une équipe de direction, de six équipes organisées en thèmes scientifiques pour développer des programmes de recherche en astrophysique au meilleur niveau international et de cinq équipes organisées en compétences métiers pour le développement des instruments de pointe nécessaires pour cette recherche, ainsi que les segments sol associés.

Équipe de direction

Compte tenu des objectifs et des trois institutions de tutelle de l’AIM, l'équipe de direction est composée d'un directeur, d'un directeur adjoint chargé plus spécialement de la recherche en astrophysique, d'un directeur technique, qui est également directeur adjoint pour le CEA, d'un directeur adjoint en charge des aspects liés à l'Université Paris Cité et d'un directeur adjoint en charge des aspects liés au CNRS.

Equipe de « Recherche en astrophysique »

Dans le but de développer des programmes de recherche en astrophysique au meilleur niveau international, le pôle recherche du Département d’Astrophysique est organisé en 6 équipes :

• L'équipe Cosmologie et Évolution des Galaxies (LCEG) ;
• L'équipe Formation des Étoiles et Milieu Interstellaire (LFEMI) ;
• L'équipe Dynamique des Étoiles, Exoplanètes et leur Environnement (LDE3) ;
• L'équipe Événements Cosmiques de Haute Énergie (LEPCHE) ;
• L'équipe Cosmologie et Statistiques (LCS) ;
• L'équipe Modélisation des Plasmas Astrophysiques (LMPA).

Equipe de « développement instrumental »

Afin de développer des instruments de pointe nécessaires pour cette recherche, ainsi que les segments sol associés, le pôle instrumental est organisé en cinq équipes selon les compétences suivantes :

• L'équipe Systèmes et Architectures Spatiales : l'équipe est responsable de la définition de l'architecture du système et de la responsabilité technique tout au long de la conception, de la réalisation et des tests des différents modèles de l'instrument ;
• L'équipe des SpectroImageurs Spatiaux : l'équipe mène des R&D sur les détecteurs allant de l'infrarouge lointain aux longueurs d'onde des rayons gamma, incluant des bolomètres, des micro-calorimètres, des CMOS-MCT ou des semi-conducteurs pour les rayons X et gamma ;
• L'équipe d'Étude et Développement des Systèmes Électroniques Spatiaux : l'équipe est chargée de définir, concevoir et développer des équipements électroniques embarqués avec des compétences dans les domaines de la définition et de la dimension des architectures de systèmes électroniques, ainsi que de l'électronique spatiale analogique ou numérique, notamment les chaînes de détection ;
• L'équipe Assurance Qualité et Intégration Spatiale : l'équipe soutient les projets spatiaux en termes d'Assurance Produit et d'Assurance Qualité, des activités AIT tout au long des phases de développement et de mise en œuvre ;
• L'équipe Interface Sciences et Instruments Spatiaux : l'équipe se situe à l'interface entre la science et les instruments spatiaux depuis les phases de conception jusqu'à la phase opérationnelle en vol afin de spécifier les instruments, développer les logiciels d'analyse de données et s'assurer qu'ils répondent aux objectifs scientifiques.

Histoire

L'astrophysique au CEA a débuté dans les années 60 avec les travaux pionniers d'observation du ciel à haute énergie à l'aide de détecteurs installés dans des fusées (voir Figure 1). Une diversification cruciale vers l'étude du cosmos avec le rayonnement infrarouge a été opérée dans les années 80 sous la direction visionnaire de C. Cesarsky.

Un autre tournant important pour le laboratoire a été son intégration à l'Institut de Recherche sur les Lois Fondamentales de l'Univers (IRFU) en 1992, devenant l'un des sept départements de l'IRFU. Cela a donné l'opportunité à l'AIM de développer des projets instrumentaux avec les départements techniques de l'IRFU, principalement le département de l'ingénierie des systèmes et le département de l'électronique, des détecteurs et de l'informatique, et de développer des projets scientifiques avec le département de physique des particules et le département de physique nucléaire.

L'UMR AIM a été créée le 1er janvier 2005 pour renforcer la longue collaboration entre les chercheurs du Département d'Astrophysique (DAp) du CEA/IRFU, les chercheurs du CNRS/INSU, présents depuis 1979 en tant qu'unité de recherche associée, et les professeurs et maîtres de conférences de Paris Cité, présents depuis 1997 en tant qu'équipe de recherche nommée : « γ-gravitation ».

En 2020, l'UMR AIM a rejoint l'Observatoire des Sciences de l'Univers de Paris-Saclay (OSUPS).