Séminaire LATMOS-OVSQ, Amphithéâtre Gérard Mégie, Guyancourt, jeudi 28 novembre, 11h

Orateur: Yann Brouet (Observatoire de Paris-LERMA)

Titre: Détermination de la permittivité de matériaux naturels poreux, en relation avec la mission Rosetta

Résumé: La permittivité des milieux naturels, susceptibles d’être explorés par des radiomètres ou des radars, dépend de la fréquence des mesures, mais  aussi de la composition, de la température et de la porosité de ces milieux. Dans le système solaire, la porosité des régolites astéroïdaux et des noyaux cométaires semble très élevée. La sonde européenne Rosetta, qui a déjà survolé les astéroïdes 2867 Steins et 21 Lutetia, entamera son rendez-vous avec la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko (C-G) en mai 2014. À bord, les instruments MIRO et CONSERT (dont une partie est sur l’atterrisseur Philae) travaillent à des fréquences respectivement égales à 190 GHz et 563 GHz, et 90 MHz. Pour contribuer à la préparation de l’interprétation de leurs observations, il est important d’estimer la permittivité de la surface et sous-surface du noyau cométaire à ces fréquences, en  menant en laboratoire des investigations sur des matériaux très poreux.

L'effet de la masse volumique, et donc de la porosité, sur la permittivité a pour la première fois été étudié à 190 GHz, la fréquence centrale du récepteur millimétrique de MIRO, avec un banc de mesure quasi-optique disponible au LERMA (Obs. de Paris), pour divers échantillons de cendres volcaniques (dont des simulants NASA). Leur porosité naturelle, comprise entre 30% et 60%, s'approche de celle des matériaux cométaires. En observant une décroissance linéaire de la partie réelle de la permittivité lorsque la masse volumique diminue, nous avons ainsi fourni une première estimation de la permittivité à 190 GHz de la surface du noyau de la comète 67P/C-G, en prenant en compte, à partir de travaux antérieurs, les variations liées aux températures et compositions effectives. Les mesures de permittivité ont été étendues sur une bande extrêmement large au laboratoire IMS (Bordeaux) à 2,45; 5,6; 8 et 12 GHz avec des cavités résonantes et à 50, 100 et 500 MHz avec une sonde coaxiale. Les résultats préliminaires de la variation de la permittivité avec la fréquence mettent en évidence la décroissance systématique de la partie réelle de 50 MHz à 190 GHz. Ces mesures de permittivité "spectrales" pourraient, à terme, représenter une base de données utile pour contraindre les mesures de différents instruments radiométriques, tout en mettant en évidence certaines relations.