E-ELT : l'Eso donne son feu vert définitif à sa construction

Alors que la mise en service d’Alma se poursuit, l’Eso vient de donner son feu vert à la construction du télescope géant E-ELT, dans le désert d’Atacama au Chili, non loin du VLT. Géant parce que le diamètre de son miroir primaire sera de 39 mètres. Première lumière prévue en 2026.

Cette fois-ci, on y est. Le futur télescope géant de l’Eso (European Southern Observatory) est sur les rails. Les neuf dixièmes de son coût sont garantis si bien que sa construction va pouvoir débuter aussitôt les premiers contrats signés au cours du second semestre 2015. Pour parvenir à boucler le budget, le plan de financement inclut des contributions supplémentaires des états membres de même qu’une réduction des dépenses de l’Observatoire austral européen autres que l’E-ELT, afin de dégager 300 millions d’euros sur 10 ans. Enfin, si les premières lumières sont prévues en 2026, l’adhésion du Brésil pourrait raccourcir les délais de développement pour une mise en service à l’horizon 2024.

Le retard du démarrage de l’E-ELT s’explique par les règles de l’Eso qui stipulent qu’un projet de cette envergure ne peut pas débuter avant qu’une certaine somme d’argent soit garantie et aussi qu’un certain nombre de pays membres l’aient cautionné. C’est pourquoi, lorsque ce projet fut approuvé en juin 2012, l’Eso avait conditionné son feu vert à l’engagement que le coût total du télescope (1.083 millions d’euros estimés en 2012) sera financé à hauteur de 90 %. Seule entorse à cette règle, les travaux d’arasement de la montagne et de construction de la route d’accès qui ont commencé en juin 2014.

Une construction en deux phases

Près d’un milliard d’euros seront consacrés à une première phase qui couvrira les coûts de construction d’un télescope pleinement opérationnel et d’une série de puissants instruments. Quant à la seconde phase, les éléments principaux seront les segments manquants du miroir primaire, la pleine capacité des optiques adaptatives et les instruments focaux.

L’E-ELT sera un télescope optique et infrarouge de 39 m de diamètre situé sur le Cerro Armazones, dans le désert d’Atacama au Chili, à 20 km du Very Large Telescope (VLT), situé au sommet du Cerro Paranal. Il sera le plus grand télescope optique au monde et permettra des découvertes et des avancées scientifiques considérables dans de nombreux domaines de l’astronomie. En novembre 2012, Jean-Gabriel Cuby, chercheur au laboratoire d’Astrophysique de Marseille, nous en avait expliqué les grands objectifs scientifiques.

Quant à savoir comment construire un tél télescope, nous vous invitons à relire l’article publié en septembre 2010 : « L’E-ELT et son miroir de 42 mètres : un casse-tête technologique ». Cela étant, le projet a encore évolué depuis afin de tenir dans l’enveloppe budgétaire décidée il y a trois ans (un milliard d’euros). Ce qui s’est notamment traduit par une réduction du diamètre du miroir primaire (39 m au lieu de 42) et a permis de changer le montage optique du télescope pour simplifier les optiques qui sont entre le miroir primaire et les instruments. À l’instar d’Alma, le radiotélescope géant de l’Eso, composé de 66 antennes qui fonctionnent en interférométrie, la construction de l’E-ELT s’apparente à un casse-tête logistique et d’ingénierie.
L’E-ELT entre dans la phase de réalisation concrète

Mais comme nous l’explique, Denis Mourard, directeur adjoint scientifique de l’Institut national des sciences de l’Univers au CNRS et un des deux représentants français au Conseil de l’Eso, « ce feu vert signe le début de la mise en œuvre de ce programme de plus d’un milliard d’euros ». Il permet d’engager « un appel d’offres pour la réalisation du dôme, de la coupole et de la structure du télescope ». Le consortium en charge de sa construction sera choisi à l’automne 2015.

À cela s’ajoute également que débutent les « négociations sur les contrats pour la réalisation des trois premiers instruments dont deux sont attendus pour être opérationnels dès la première lumière prévue en 2026 ». La signature des contrats est prévue à l’été 2015. Ces trois premiers instruments sont Micado, un instrument imageur proche-infrarouge à haute résolution spatiale, Harmoni, un spectrographe à intégrale de champ avec grande couverture spectrale et l’imageur et spectrographe dans l’infrarouge moyen, Metis, « qui devrait être réalisé avec un petit décalage dans le temps par rapport aux deux premiers ».

Comme le prévoit le projet, l’E-ELT comptera trois autres instruments. Si les études continuent d’être menées, « les réalisations seront conditionnées aux financements complémentaires à trouver ». Tel que c’est prévu dans le plan d’instrumentation, et c’est au conditionnel, « il pourrait y avoir un spectrographe multiobjets dédié à l’étude de la morphologie, de la dynamique et de la cinématique des galaxies, un spectrographe à très haute résolution spectrale et enfin un imageur haute dynamique équivalent à l’instrument Sphère, en service au VLT ».

Concernant les miroirs, il y a actuellement des contrats qui sont passés pour des prototypes de support des segments du miroir principal qui en contiendra 798. Pour rappel, l’E-ELT se composera d’un miroir principal de 39 m de diamètre à 798 segments hexagonaux, d’un miroir secondaire de 4,2 m de diamètre, de deux autres miroirs plus petits de 3,8 m et 2,4 m puis d’un dernier de forme elliptique de 2,6 x 2,1 m.
Le 09/12/2014 à 11:27 - Par Rémy Decourt, Futura-Sciences

Le grand bond en avant
La réalisation d'un miroir d'un diamètre de 39,3 mètres, soit une surface collectrice de près de mille mètres carrés, représente un gain spectaculaire pour l'observations des astres les plus lointains mais également un véritable défi pour sa construction. Initialement prévu avec un diamètre symblique de 100 mètres, l'E-ELT a du être revu à la baisse pour pouvoir envisager une construction avec un délai et un cout raisonnables.
Le miroir de 39,3 m ne sera pas constitué d'un miroir unique mais de près de 1000 segments hexagonaux, d'environ 1,40 mètre de largeur chacun et de seulement 50 millimètres d'épaisseur. Le concept général du projet est de réaliser ainsi un télescope modulable, ce qui permet la fabrication des pièces en grande quantité et réduit ainsi considérablement les coûts. Seule cette solution rend possible la réalisation de l'E-ELT dans le cadre d'un budget limité qui avoisinera néanmoins un milliard d'euros.
L'E-ELT sera construit au sommet du Cerro Amazones, une montagne de  3060 mètres d'altitude dans la partie centrale du désert d'Atacama au Chili, à quelques 130 kilomètres au sud de la ville d'Antofagasta et à environ 20 kilomètres du Cerro Paranal où se trouve déjà le très grand télescope (VLT) de l'ESO.

Un changement d'échelle dans la complexité du télescope géant

« Pour prendre une analogie aéronautique, les systèmes que l’on imagine actuellement pour l’E-ELT par rapport à la génération précédente de télescopes sont l’équivalent d’un A380 par rapport à un Cessna. » Autrement dit, bien que le principe reste toujours le même, à savoir « modifier la forme d’un miroir pour s’adapter aux défauts », passer d’un télescope de la classe des 8 à 10 m à celle des 40 m « revient à multiplier plusieurs dizaines de fois la complexité ». Ce changement d’ordre de grandeur contraint les scientifiques à changer de paradigme pour la plupart des choix technique. « Le passage aux télescopes géants fait entrer l’optique adaptative dans une toute nouvelle ère. » À la différence d’un A380 (pour reprendre l’analogie précédente), ils ne nécessitent pas de pilotes spécialisés pour être exploités. « Ils sont complètement automatisés, que ce soit pour leur utilisation ou pour leur étalonnage. Un opérateur non spécialiste est suffisant pour l’observation routinière. »

Si le calendrier est respecté, sa mise en service est prévue au début des années 2020. La première lumière du télescope est prévue en 2024 et les premières lumières scientifiques en 2025 avec le spectrographe Harmoni (visible et infrarouge) et Micado, une caméra proche infrarouge dotée de capacités spectroscopiques et travaillant à la limite de résolution du télescope.