Soutenance de thèse Loïc Barbot

La soutenance de thèse se tiendra le vendredi 8 décembre 2023 à 09h30 à Marseille, dans le grand amphithéâtre de l’École Nationale Supérieure Maritime (ENSM).

Sujet de la thèse :
Projet MARIS STELLA : récepteur stellaire de haute précision pour la navigation maritime

Résumé :
La navigation astronomique est entourée d’une aura de magie pour le commun des terriens mais c’est aussi un casse-tête pour le futur marin qui doit maîtriser cet art ancestral : l’Organisation Maritime Internationale impose cet enseignement à tout marin souhaitant travailler à la passerelle d’un navire destiné aux longues traversées. Elle impose aussi l’emploi simultané de deux moyens de positionnement pour garantir la sécurité du navire et des personnes en cas de défaillance : au large, le récepteur G.P.S. a le premier rôle mais il manque un candidat pour le second. En pleine mer, les méthodes de navigation à l’estime et du « point astro » sont considérées comme des moyens de secours, rangés avec le radeau de survie et le gilet de sauvetage.
Le projet MARIS STELLA étudie la faisabilité d’un « récepteur stellaire » exploitant une caméra pour détecter les étoiles et un inclinomètre pour mesurer la distance zénithale. Le but est de fournir la position et les attitudes du navire avec une précision de 100 m ou mieux, de jour comme de nuit. Ce capteur optique et inertiel doit permettre une navigation autonome, automatique et précise sans recourir à une connexion internet ni à un recalage extérieur autre qu’astral.
Cette exigence de précision sollicite des domaines scientifiques que la navigation au sextant ignorait : en plus de l’astronomie et de l’optique, l’étude explore les performances des capteurs inertiels disponibles en 2023, interroge la géophysique sur la déviation de la verticale gravimétrique et met à contribution la météorologie sur le transfert radiatif. Après un état de l’art de ces sciences et des technologies actuellement mises en œuvre pour des applications directes ou connexes de la visée stellaire, le défi majeur apparaît : détecter les étoiles la nuit comme le jour. Un choix s’impose entre les détecteurs au silicium pour la lumière « visible » et ceux capables d’observer en infrarouge.
L’examen détaillé des deux options conduit à préférer l’infrarouge en pariant sur l’évolution récente et rapide de ces technologies : des essais sont organisés pour explorer pas à pas le potentiel et les difficultés de la visée stellaire depuis le sol en plein Soleil, un sujet rarement traité dans les publications scientifiques. Les premières leçons de cette expérience valident la pertinence du projet et conduisent à prévoir d’autres essais.

Composition du jury
Isabelle RIBET, Rapporteur & Président du Jury, Directrice de recherche, Institut d’Optique Graduate School – Paris Saclay
David BETAILLE, Rapporteur, Directeur de recherche, IFSTTAR, Université Gustave EIFFEL
Myriam ZERRAD, Examinateur, Ingénieure de recherche, Institut Fresnel – Aix Marseille Université
Hervé TRINQUET, Examinateur, Ingénieur Expert, D.G.A. Maîtrise de l’Information
Marc FERRARI, Directeur de thèse, Astronome, Aix Marseille Université