Thèse UNIVERSITE DE LIMOGES DOCTEUR DE L’UNIVERSITE DE LIMOGES

UNIVERSITE DE LIMOGES
ECOLE DOCTORALE Science – Technologie – Santé
FACULTE des Sciences
Année : 2004 Thèse N° [ ]
Thèse
pour obtenir le grade de
DOCTEUR DE L’UNIVERSITE DE LIMOGES
Discipline: Electronique des hautes fréquences et optoélectronique
Spécialité : Optique
présentée et soutenue par
Jérôme Sagne
le 01 Juin 2004
Etude expérimentale d’antennes synthétiques utilisant
des fibres en silice :
- Stabilisation d’un réseau d’antennes en réception
- Contrôle interférométrique du pointé d’un système
en émission
Thèse dirigée par François Reynaud
JURY :
Rapporteurs :
Denis Mourard Astronome Observatoire de la côte d’Azur
Jacques Berthon Directeur du service Optique CNES-Toulouse
Examinateurs :
Bertrand Calvel Ingénieur Astrium EADS-ASTRIUM Toulouse
Alain Reinex Directeur de recherche CNRS Université de Limoges
François Reynaud Professeur Université de Limoges
Laurent Delage Maître de conférence Université de Limoges

Remerciements
Je vais commencer par remercier Alain Barth´el´emy, nouveau directeur de l’IRCOM,
qui a bien voulu m’accueillir au sein de l’´equipe optique de l’IRCOM.
Je continue mes remerciements tout naturellement par messieurs Fran¸cois Reynaud et
Laurent Delage, mes deux responsables de th`ese, qui par leur pr´esence et leur soutien tout au
long de ces trois ann´ees m’ont permis de mener `a bien ce travail.
Je voudrais remercier Messieurs Jacques Berthon et Denis Mourard qui ont accept´e de
rapporter mon travail et qui, par leurs conseils avis´es, m’ont permis d’am´eliorer ce manuscrit.
J’associe `a ces remerciements Monsieur Alain Reinex qui a accept´e de pr´esider mon jury
de th`ese ainsi que Monsieur Bertrand Calvel qui a accept´e d’en faire parti.
Je n’oublierai pas de souligner l’excellent travail accompli par Alain Dexet, notre tech-
nicien pr´ef´er´e, qui par la qualit´e des pi`eces m´ecaniques qu’il r´ealise nous permet de maniper
dans de bonnes conditions. En plus avec toutes ces couleurs cela met un peu de gaiet´e dans les
”manips”.
Je voudrais remercier chaleureusement Ludovic Grossard, monsieur logiciel libre du
labo, qui m’a initi´e `a linux et au logiciel libre et qui par cons´equent m’a grandement facilit´e
la r´edaction de ce manuscrit. Ben oui, Latex ¸ca change la vie (enfin la mienne en tous cas).
Pardon d’avoir pass´e autant de temps dans ton bureau pour les multiples installations de ma
distribution et pour les d´epanages en tous genres.
Egalement, je voudrais souligner l’aide qui m’a ´et´e apport´ee par Emmanuel Longteau,
tant qu’il ´etait encore l`a, que ce soit pour l’explication de ph´enom`enes physiques ou pour mes
premiers pas avec Labview. Merci Manu.
Je voudrais aussi remercier S´ebastien Vergnole pour son amiti´e et pour son soutien
dans les moments de d´ecouragement. Pour avoir pris le temps de relire ce manuscrit et m’avoir
permis de l’am´eliorer. Et puis surtout, merci pour toutes ces soir´ees foot pendant la r´edaction
de ma th`ese qui m’ont permis de d´ecompresser un peu pendant quelques heures. Et puis sur-
tout, arrˆete tes blagues nulles quand tu me r´eponds au t´el´ephone : je suis toujours vivant nom
d’un chien ! .......”Ca m’´enerve ¸ca ! ! !”.
Je n’oublierai pas monsieur Huss, Guillaume de son pr´enom, qui de temps en temps,
en jetant un oeil expert sur ma manip m’a permis d’avancer. Merci pour tes renseignements
judicieux en ce qui concerne la recherche de certains outils `a l’interieur du labo.......Et bonne
chance pour la suite.
Enfin, je terminerai mes remerciements par les rigolos du bureau d’`a cot´e, ils se recon-
naitront....... Merci pour les pauses caf´es, les galettes des rois (quoi que j’en ai amen´e quelques
unes), les collations et pour tout le reste... Et puis il faudrait que quelqu’un dise au petit
Laurent d’arrˆeter de jouer au ballon dans les couloirs, ¸ca fait pas tr´es s´erieux et puis ¸ca g`ene
les gens qui travaillent......
1

TABLE DES MATI` ERES
Table des mati`eres
Chapitre 1 :
Introduction g´en´erale 7
Chapitre 2 :
Maquette en laboratoire d’un Interf´erom`etre spa-
tialisable `a deux voies 13
I Dispositif imageur `a haute r´esolution angulaire ; ´etat de l’art et pr´esentation de
notre projet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1) Principe g´en´eral et contexte international . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2) Les fonctions ´el´ementaires d’un interf´erom`etre fibr´e . . . . . . . . . . . . . 22
3) R´eponses apport´ees dans le cadre des ´etudes pr´ec´edentes . . . . . . . . . . 24
a) Les tip-tilts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
b) Etude du transport coh´erent du flux lumineux dans les fibres optiques 25
c) Contrˆole du chemin optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
d) Recombinaison des champs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
e) Un nouvel ´el´ement `a ´etudier : la mise en plan d’onde des ouvertures 27
4) Pr´esentation g´en´erale de cette ´etude et mise en place du dispositif exp´erimental 28
II Le dispositif exp´erimental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1) Le simulateur d’´etoile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2) R´eseau de deux t´elescopes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
a) Module central . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
a).1 Le dispositif de pointage . . . . . . . . . . . . . . . . 33
a).2 G´en´eration du plan d’onde de r´ef´erence . . . . . . . . 33
b) Modules de positionnement des ouvertures . . . . . . . . . . . . . 36
b).1 Dispositif collecteur de flux lumineux . . . . . . . . . 36
b).2 Asservissement de l’injection des faisceaux : le tip-tilt 37
b).3 Acquisition des franges de m´etrologie mat´erialisant le
plan d’onde de r´ef´erence . . . . . . . . . . . . . . . . 39
b).4 D´efaut longitudinal de positionnement des t´elescopes 40
b).5 Motorisation de la table d´eformable et commande des
moteurs pas `a pas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
b).5.1 Principe de fonctionnement du moteur . . . . 42
b).5.2 Chaˆıne de commande . . . . . . . . . . . . . . 42
b).5.3 Programme de commande . . . . . . . . . . . 43
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