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Presentation

Présentation du sujet

Nous sommes aujourd’hui confrontés à de nombreux problèmes de pollution. Parmi ceux-ci, on retrouve notamment des enjeux liés à la gestion d’eaux contaminées, de gaz à effet de serre ou de déchets solides. Cependant, peu de gens sont conscientisés en regard du problème que représente la pollution lumineuse. Ce type de pollution méconnu est causé par les émissions lumineuses nocturnes de nos centres urbains. Ainsi, quand de nombreux rayons de lumière sont dirigés vers le ciel, ceux-ci sont en partie réfléchis par l’atmosphère en direction du sol. Du coup, ces faisceaux de clarté embrouillent la lumière nous parvenant des astres célestes. Un tel phénomène a bien entendu des conséquences fâcheuses au sein des observatoires, car notre vision astronomique se dégrade . À la lumière de ces explications, on comprend qu’il est primordial de s’intéresser à la pollution lumineuse, puisqu’elle compromet le travail des astronomes du monde entier.

Afin d’étudier la pollution lumineuse, il est nécessaire de développer des appareils et des programmes la quantifiant. À l’heure actuelle, le dispositif Spectrometer for Aerosol’s Night Detection (SAND) est le plus performant dans ce domaine. Le SAND est un spectromètre dirigé vers le ciel étoilé. Grâce à un réseau de diffraction, il décompose la lumière visible en diverses longueurs d’onde. Les photons sont ensuite captés par sa caméra CCD et il analyse les données pour obtenir un spectre de l’intensité lumineuse en fonction de la longueur d’onde. En éliminant du spectre les pics dus aux émissions lumineuses naturelles, il ne subsiste que les raies provoquées par la pollution lumineuse. Malheureusement, le dispositif SAND nécessite un temps de pose de quatre heures. Il ne peut donc prendre qu’une image par nuit estivale. Pour remédier à ce problème, notre projet vise à développer un nouvel appareil de détection plus rapide et moins couteux. L’appareil sur lequel nous travaillerons est un photomètre à bande large (PDL), c’est-à-dire une caméra CCD prenant des poses du ciel en filtrant la lumière captée. Plus précisément, nous disposons de cinq filtres laissant passer des longueurs d’onde précises et différentes. Par exemple, le filtre Clear permet d’observer tout le spectre visible. À l’opposé, les filtres IR, Hα, Deep Sky et Comet ne laissent passer qu’une partie de la lumière. Ayant ciblé ces différentes sections du spectre, nous quantifierons l’intensité lumineuse captée pour chacune d’elles à des endroits précis de la voute nocturne. En faisant une combinaison linéaire des intensités, nous pourrons obtenir une approximation de la pollution lumineuse :

PLPDL = a × IClear + b × IIR + c × IHα + d × IDS + e × IComet

On fera par la suite une analyse statistique pour déterminer la précision de notre approximation en évaluant la variabilité des résultats sur plusieurs nuits. On évaluera aussi son exactitude en comparant notre approximation aux données de l’appareil SAND (PLSAND). Enfin, on fera une corrélation linéaire entre PLPDL et PLSAND pour savoir si nos approximations sont valables à différentes intensités de pollution lumineuse.

Bref, notre projet visera à développer une technique de quantification de la pollution lumineuse fiable, plus rapide et moins coûteuse.