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Les métiers de l’astrophysique

Sommaire
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Descriptif

Une particularité de l’astrophysique est la nécessaire combinaison de plusieurs approches ou méthodes afin de répondre à une question donnée. Il n’est pas rare que les observations soient comparées à des modèles, eux-mêmes reposant sur des développements théoriques spécifiques. Pour certaines thématiques, l’expérimentation en laboratoire apporte un éclairage indispensable. L’IPAG est un laboratoire d’une exceptionnelle richesse car tous les aspects détaillés ci-dessous y sont présents. L’interaction quotidienne d’observateurs, expérimentateurs, modélisateurs, instrumentalistes, et théoriciens, permet l’émergence d’idées originales et d’avancées majeures.

  • Observations : elles concernent principalement la détection de photons couvrant une très large gamme d’énergie, allant du neV à plusieurs dizaines de TeV. Les ondes gravitationnelles constituent un autre type d’onde potentiellement détectable. L’observation astrophysique nécessite des instruments de plus en plus perfectionnés, aux performances sans cesse repoussées et toujours à la pointe de la technologie.
  • Modélisation/Simulation numérique : il s’agit de construire une représentation de l’objet étudié, limitée aux processus jugés importants pour reproduire un phénomène observé. Ces modèles peuvent aussi avoir un pouvoir prédictif et susciter de nouvelles observations.
  • Théorie : il s’agit de fournir une explication détaillée et complète des phénomènes à partir des principes fondamentaux de la physique. Lorsque cela n’est pas possible, il en résulte une remise en question, voire une crise de ces principes fondamentaux. C’est ainsi que la science progresse.
  • Instrumentation : il s’agit ici de développer, réaliser, installer, tester et rendre utilisable de nouveaux instruments. L’instrumentation est rendue possible grâce à la mise en commun d’un grand nombre de compétences (technique, ingénieurie, théorie, etc). Les instruments sont en contsant renouvellement et sont à la pointe de la technologie. Ces développements sont souvent à la base de technologies que l’on retrouve dans la vie de tous les jours.
  • Expérimentation numérique : l’expérimentation numérique est devenue de nos jours incontournable. Il s’agit de traiter, le plus précisemment et de la façon la plus robuste les processus en jeux dans un modèle. Le pouvoir prédictif de l’expérimentation numérique est devenu indispensable aujourd’hui pour renforcer certaines hypothèses ou intuitions. N’oublions pas, par exemple, que nous ne voyons qu’une projection de l’Univers et qu’il est toujour délicat de remonter à la structure tridimensionnelle des objets étudiés. C’est un cas où les simulations numériques nous viennent en aide.
  • Expérimentation de laboratoire : dans ce cas, l’expérimentation est très concrète. Cela peut être la synthèse de molécules à la surface glacée de grains interstellaires ou bien la composition poussières interplanétaires ou de météorites. Dans un autre genre, on peut aussi étudier le bombardement de grains de type interstellaire par des particules de hautes énergie. Si dans le premier cas, l’expérience peut être installée dans un laboratoire de taille modeste, le second type d’expérience requiert l’utilisation de grands instruments (par exemple Soleil à Orsay, ou l’ESRF à Grenoble).

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Parcours

Comme l’on peut s’en douter à la lecture de ce qui précède, les parcours menant à l’astrophysique sont extrêmement variés, et reflètent la diversité des métiers et compétences requises. Il n’y a donc pas une seule voie à suivre. Cependant, on peut dégager des tendances en fonction du type d’activité que l’on souhaite avoir. Il est par exemple possible (et même très fréquent) de voir des instrumentalistes sans connaissance des objets astrophysiques étudiés. Le corrolaire est aussi vrai : on rencontre des astrophysiciens qui ne connaissent pas le fonctionnement du télescope qui leur a fourni les observations de leur objet d’étude. On peut faire deux grandes catégories : ceux qui vont étudier les objets et pas les instruments, et le contraire. Dans le premier cas, un solide bagage en physique fondamentale est requis. Dans le second, un solide bagage en physique instrumentale est requis. Difficile d’être plus précis.

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