AstroConcordia est un programme, du Laboratoire Universitaire d’Astrophysique de l’Université de Nice (LUAN), destiné à qualifier le site du Dôme C pour l’Astronomie. Un bon site astronomique est un site présentant un ciel clair une bonne partie du temps, mais il faut également que l’atmosphère soit relativement ’calme’ car la turbulence atmosphérique dégrade la qualité des images obtenues par un instrument d’observation au sol. A l'instar des paramètres météo qui décrivent l'état de l'atmosphère à un moment donné (température, pression, humidité ...), la turbulence atmosphérique est, elle aussi, caractérisée par un ensemble de paramètres. Le seeing, le temps de cohérence, l'angle d’isoplanétisme, l'échelle externe, etc.

Nous avons un certain nombre d’expériences permettant d’étudier l’ensemble des paramètres caractérisant la qualité d’un site en astronomie. Plusieurs de ces expériences sont opérationnelles depuis deux hivernages. Les premiers résultats ont montré que le site du Dôme C est exceptionnel pour l’astronomie et, certainement meilleur que les sites de Hawaï et de Paranal, considérés actuellement comme les meilleurs au monde.

Nous étudions également à travers nos expériences le comportement mécanique de nos instruments qui sont confrontés à des situations climatiques extrêmes. Nous avons installé cette année deux nouvelles expériences: l’une est liée à l’étude de la qualité photométrique du site et, l’autre relative à l’étude de la formation du givre sur les optiques des instruments.

Voici une description rapide des expériences menées, cette année, à AstroConcordia :

DIMM (Differential Image Motion Monitor) est un petit télescope (280 mm de diamètre) équipé d'un masque à deux trous au niveau de son ouverture. L'un des trous est équipé d’une lame à faces parallèles, l'autre d'un prisme à faible déviation (environ 1 minute d'arc) qui permet de former, au foyer du télescope, deux images de la même étoile. Ces images se déplacent l'une par rapport à l'autre à cause de la turbulence atmosphérique: plus celle-ci est forte, plus les images bougent. Cette expérience permet de mesurer le seeing qui est le paramètre caractéristique qu’utilisent les astronomes pour décrire la turbulence atmosphérique. Le seeing mesure la résolution des images en présence de turbulence atmosphérique.

GSM (Generalized Seeing Monitor) est un instrument qui permet de mesurer un autre paramètre de la turbulence atmosphérique : ‘l’Echelle externe’. On utilise deux DIMM, distants de 1 mètre. L’analyse croisée des 4 images stellaires permet de remonter, via l'ajustement d'un modèle théorique, aux paramètres de la turbulence. L’échelle externe est une distance mesurée sur le front d'onde de la lumière provenant d'une étoile. C’est un paramètre qui intervient dans le calcul des systèmes d'optique adaptative (correction en temps réel des déformations de l'image) pour les grands télescopes. GSM et DIMM fonctionnent en permanence depuis deux ans.

SSS (Single Star Scidar) est un instrument qui mesure la répartition de la turbulence en fonction de l'altitude. La turbulence est souvent stratifiée en couches qui correspondent généralement aux endroits où les gradients de température et de vitesse de vent sont les plus intenses. Le SSS remplace les sondages in-situ réalisés par des sondes accrochées à des ballons. Son avantage est de pouvoir observer en permanence et de produire un profil de turbulence toutes les deux ou trois minutes. Les profils enregistrés par les sondes accrochées à des ballons ont montré que l'essentiel de la turbulence à Dôme C est concentrée dans les 30 à 40 premiers mètres au dessus du sol. SSS permettra d'avoir un suivi beaucoup plus complet de la turbulence. SSS fonctionne en permanence depuis un an.

MOSP est un instrument qui mesure l’échelle externe de la turbulence atmosphérique en analysant les déformations des images du bord lunaire. Les mesures obtenues par cette expérience sont complémentaires à celles obtenues par l’instrument GSM.

PAIX est une caméra qui permet de mesurer la qualité photométrique du ciel nocturne du Dôme C. Cette caméra est utilisée uniquement pendant les nuits sombres (sans lune). Elle est installée, sur le même télescope, en alternance avec la caméra MOSP.

GIVRE est une expérience développée par le CEA, en collaboration avec le LUAN, pour étudier la formation du givre. Deux ‘échelles’, l’une située à un mètre du sol, l’autre sur l’une des platefromes AstroConcordia, sont équipées chacune de disques et de cylindres dont les températures sont contrôlées par ordinateur. Le principe consiste à observer la formation du givre et sa disparition en faisant varier différents paramètres que sont les différences de température entre les cylindres ainsi les périodes de chauffage.

SONICS est une expérience développée par Tony Travouillon du CIT (California Institute of Technology) pour qualifier la qualité de la turbulence atmosphérique à basse altitude. Cette expérience utilise 3 systèmes de sondes installés à des hauteurs de 10, 20 et 30 m sur une tour de 30 m de hauteur. Ces sondes sont des anénomètres soniques qui permettent de mesurer la vitesse du vent en trois dimensions, à trois hauteurs différentes. A l’aide de ces mesures on en déduit la mesure de la turbulence atmosphérique totale sur une hauteur de 30 m.

SKY-CAM est une caméra grand champ (120 degrés) qui permet d’observer le ciel nocturne en permanence pour étudier la couverture nuageuse.