Des étudiants de Paris-Sud en impesanteur

Par Anaïs Vergnolle / Publié le 11 octobre 2018

En octobre 2018, trois étudiants de l’Université Paris-Sud ont été sélectionnés pour participer à la 55ème campagne de vols en microgravité organisée par le Centre National d’Etudes Spatiales (CNES).


Couverture du journal avec une photo du dispositif expérimental.

Sur Terre, le seul moyen de tester des conditions proches de l’impesanteur (1) sur une durée de plusieurs dizaines de secondes est de monter dans un avion et de demander au pilote de cabrer l’appareil à 50 degrés, avant de couper les gaz : l’avion poursuivant sa trajectoire décrit alors une courbe parabolique. N’étant plus soumis qu’à la seule force de gravité, il se trouve en chute libre. Toutes les personnes et objets à l’intérieur chutent à la même vitesse, une impesanteur similaire à celle qui règne dans la station spatiale internationale.

L’entreprise Novespace, filiale du CNES, possède un avion A310 « zéro-G » (zéro gravité), avec des pilotes particulièrement bien entrainés. Elle propose à des scientifiques des séries de chutes libres pendant lesquelles il est possible de faire des expériences en impesanteur. Chaque année, le CNES sélectionne 3 projets étudiants sur leur qualité scientifique et leur propose de participer à l’un des vols « paraboliques ». Le projet « Phénoménologie de la Stabilité d’un Echantillon de Liquide magnétique en Apesanteur » (PSELA) des étudiants de l’Université Paris-Sud est l’un des lauréats !


Le 4 octobre, en impesanteur. Thibault Vieu à gauche, Clément Walter au milieu, Stéphane Fredon à droite, responsable CNES des projets étudiants.

Un dispositif expérimental sur les ferrofluides

L’équipe à l’origine de ce projet est constituée de trois étudiants diplômés du magistère de physique fondamentale d’Orsay : Thibault Vieu, Clément Walter, et Luc Barast. En 2016, ils faisaient partie de la première équipe de l’université à participer au French Physicists’ Tournament, un concours qui demande aux étudiants d’appliquer une démarche de recherche sur une série de problèmes de physique. L’un des problèmes portait sur le comportement d’une goutte de ferrofluide (fluide magnétique) exposée à un champ magnétique produit par un aimant. Les ferrofluides présentent diverses instabilités morphologiques quand on les expose à un champ magnétique et sont l’objet de recherches actuelles dans de nombreux laboratoires.


Nappe de ferrofluide en présence d’un champ magnétique

Piqués par le sujet, les 3 étudiants ont continué à travailler sur cette question durant leur temps libre. Au travers d’une approche à la fois théorique et expérimentale, ils ont mené une étude scientifique complète sur le sujet. Leurs résultats ont d’ailleurs été jugés du niveau de ceux de chercheurs confirmés par des experts du domaine, qui ont recommandé une publication dans le prestigieux Journal of Fluid Mechanics, dont ils ont fait la couverture.

Un vol à bord d’Air Zero G

En novembre 2017, ils décident de poursuivre leur étude des ferrofluides en parallèle de leurs cours de M2. Ils montent ensemble un dossier pour postuler au vol zéro G du CNES : leur projet a pour objectif d’étudier l’effet de l’impesanteur sur la forme des gouttes magnétiques. Aidés de l’équipe technique du magistère de physique et du Laboratoire de Physique des Solides (Université Paris-Sud/CNRS), Thibault, Clément et Luc ont professionnalisé leur dispositif expérimental, développé une expérience de physique digne d’un laboratoire de recherche et démontré sa conformité avec les normes de sécurité très strictes établies par les ingénieurs de Novespace.


L’équipe : Thibault Vieu, Clément Walter, Luc Barast

L’épreuve du feu a eu lieu le 4 octobre dernier. Après avoir passé deux semaines à Mérignac (aéroport de Bordeaux) pour finaliser le montage de l’expérience, les étudiants sont montés dans l’A310 et ont mené leurs expériences pendant les 30 paraboles d’impesanteur de 20 à 22 secondes chacune. Malgré quelques imprévus, les expériences se sont parfaitement déroulées et les résultats sont prometteurs ! Reste à effectuer l’analyse des données obtenues, en parallèle de leur début de vie professionnelle : Luc Barast commence une thèse en océanographie chimique et physique à l’Université de Bretagne Occidentale, Clément Walter travaille sur l’intelligence artificielle appliquée à la recherche en cosmologie et Thibault Vieu débute une thèse en astrophysique théorique à l’Université Paris-Diderot. Sans rapport avec les ferrofluides… mais quand une question vous trotte dans la tête... et l’impesanteur restera une expérience exceptionnelle et inoubliable !

Note :

1. L'apesanteur est un état où il n'y a aucune présence de pesanteur, contrairement à l'impesanteur qui est une « impression » d'absence de pesanteur.

Liens utiles :
www.magistere-physique.u-psud.fr
www.phys.u-psud.fr

Dernière modification le 11 octobre 2018