Renoir

L'équipe RENOIR (Recherche Energie NOIRe) est une équipe de recherche en cosmologie dont le but est de répondre aux grandes questions ouvertes de la cosmologie moderne. L’objectif principal est de comprendre le phénomène d’accélération récente de l’expansion de l’Univers. Cette accélération de l’expansion est souvent associée à une mystérieuse énergie noire qui représente 70 % du contenu de l’Univers. L’étude de l’énergie noire se fait par des mesures cosmologiques basées sur des sondes cosmologiques (supernovae Ia, galaxies et vides cosmiques).

L'équipe est impliquée dans plusieurs grands sondages cosmologiques :

  • eBOSS/DESI où le CPPM développe des tests cosmologiques sur les vides cosmiques.
  • Euclid, une mission spatiale de l’ESA, où l'équipe est responsable de la caractérisation des détecteurs infrarouges du spectro-photomètre NISP et développe un simulateur d’image de cet instrument utilisé pour préparer le traitement des données.
  • LSST, un futur imageur où le CPPM est en charge de la construction de l'auto-changeur du système échangeur de filtres et travaille parallèlement à la préparation des analyses supernovæ et à la calibrations photométrique.

Plus d'informations disponibles ici

eBOSS
Euclid
Crédit: LSST Project/NSF/AURA

Chercheurs et enseignant-chercheurs

Ingénieurs et techniciens

Post-doctorants et CDD

Doctorants

Thèses commencées en 2018
Sujet : Contraindre les propriétés des neutrinos avec la mission spatiale Euclid
Directeur de thèse : Stéphanie Escoffier
Co-encadrant : William Gillard
Sujet : Deep Learning methods applied to large astrophysical imaging surveys
Directeur de thèse : Dominique Fouchez
Thèses commencées en 2017
Sujet : Tester la cosmologie au delà du modèle standard à l'aide des grandes structures de l'univers et le satellite Euclid
Directeur de thèse : Anne Ealet
Sujet : Contraintes cosmologiques avec les vides cosmiques dans eBOSS
Directeur de thèse : Stéphanie Escoffier
Thèse commencée en 2015
Sujet : Traitement d'images astronomiques provenant de grands sondages photométriques du ciel pour la détection et la mesure d'objets transitoires
Directeur de thèse : Dominique Fouchez
Co-encadrant : Marcella Hernandez
Voir les thèses précédentes (8)

Publications RENOIR

Articles

2018 : 16 articles

  • Improving baryon acoustic oscillation measurement with the combination of cosmic voids and galaxies, C. Zhao et al. , arXiv:1802.03990
  • Measuring the Universe with galaxy redshift surveys, L. Guzzo et al. , arXiv:1803.10814 [astro-ph.CO]
  • Overview of the DESI Legacy Imaging Surveys, A. Dey et al. , DESI Collaboration, arXiv:1804.08657 [astro-ph.IM]
  • Multivariate analysis of cosmic void characteristics, M.-C. Cousinou et al. , arXiv:1805.07181 [astro-ph.CO]
  • Strong Dependence of Type Ia Supernova Standardization on the Local Specific Star Formation Rate, M. Rigault et al. , Nearby Supernova Factory Collaboration, arXiv:1806.03849 [astro-ph.CO]
  • On a quadratic equation of state and a universe mildly bouncing above the Planck temperature, J. Berteaud et al. , arXiv:1807.05068 [gr-qc]
  • Massive Neutrinos Leave Fingerprints on Cosmic Voids, C. D. Kreisch et al. , arXiv:1808.07464 [astro-ph.CO]
  • SNEMO: Improved Empirical Models for Type Ia Supernovae, C. Saunders et al. , Nearby Supernova Factory Collaboration, arXiv:1810.09476 [astro-ph.CO]
  • Cosmology and Fundamental Physics with the Euclid Satellite, L. Amendola et al. , arXiv:1606.00180 [astro-ph.CO]
  • The Fourteenth Data Release of the Sloan Digital Sky Survey: First Spectroscopic Data from the extended Baryon Oscillation Sky Survey and from the second phase of the Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment, B. Abolfathi et al. , SDSS Collaboration, arXiv:1707.09322 [astro-ph.GA]
  • Euclid: Superluminous supernovae in the Deep Survey, C. Inserra et al. , Euclid Collaboration, arXiv:1710.09585
  • The ESO's VLT Type Ia supernova spectral set of the final two years of SNLS, C. Balland et al. , SNLS Collaboration, arXiv:1712.07379 [astro-ph.GA]
  • Understanding Type Ia supernovae through their U-band spectra, J. Nordin et al. , SNFactory Collaboration, arXiv:1801.01834 [astro-ph.HE]
  • Gravitational birefringence and an exotic formula for redshifts, C. Duval et al. , arXiv:1802.09295 [astro-ph.CO]
  • Correcting for peculiar velocities of Type Ia Supernovae in clusters of galaxies, P.-F. Léget et al. , Nearby Supernova Factory Collaboration, arXiv:1804.03418 [astro-ph.CO]
  • The scale of cosmic homogeneity as a standard ruler, P. Ntelis et al. , arXiv:1810.09362 [astro-ph.CO]

2017 : 8 articles

  • Linear redshift space distortions for cosmic voids based on galaxies in redshift space, C.-H. Chuang et al. , Phys. Rev. D 95 (2017) 063528
  • Large-scale retrospective relative spectro-photometric self-calibration in space, D. Markovic et al. , Mon.Not.Roy.Astron.Soc 467 (2017) 3677-3698
  • The clustering of galaxies in the completed SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: cosmological analysis of the DR12 galaxy sample, S. Alam et al. , BOSS Collaboration, Mon.Not.Roy.Astron.Soc 470 (2017) 2617-2652
  • The Thirteenth Data Release of the Sloan Digital Sky Survey: First Spectroscopic Data from the SDSS-IV Survey MApping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory, F.-D. Albareti et al. , SDSS Collaboration, Astrophys. J. Suppl. S 233 (2017) 25
  • The Extinction Properties of and Distance to the Highly Reddened Type IA Supernova 2012cu, X. Huang et al. , Astrophys. J 836 (2017) 157
  • Sloan Digital Sky Survey IV: Mapping the Milky Way, Nearby Galaxies and the Distant Universe, M.-R. Blanton et al. , Astron. J 154 (2017) 28-62
  • Hubble Frontier Fields: systematic errors in strong lensing models of galaxy clusters - Implications for cosmography, A. Acebron et al. , Mon.Not.Roy.Astron.Soc 470 (2017) 1809-1825
  • Multipole analysis of redshift-space distortions around cosmic voids, N. Hamaus et al. , J. Cosmol. Astropart. P 1707 (2017) 014

Actes de conférence

2017 : 1 acte de conférence

  • Precision cosmology with cosmic voids, A. Pisani , indéfini, 3, 14th Marcel Grossmann Meeting on Recent Developments in Theoretical and Experimental General Relativity, Astrophysics, and Relativistic Field Theories (2017) 2317-2322, Rome, Italy, 12-18 Jul 2015

2018 : 6 actes de conférence

  • Detector chain calibration strategy for the Euclid flight IR H2RGs, R. Barbier, C. Buton, J.-C. Clemens , L. Conversi, A. Ealet , S. Ferriol, F. Fornari, W. Gillard , R. Kohley, B. Kubik, C. Rosset, A. Secroun , B. Serra , G. Smadja, J. Zoubian , Proc. SPIE, High Energy, Optical, and Infrared Detectors for Astronomy VII (2018), Austin, Texas, United States, 10-15 Jun 2018
  • Random Telegraph Signal (RTS) in the near-infrared detector systems for the Euclid space mission, R. Kohley, L. Conversi, P.-E. Crouzet, P. Strada, R. Barbier, S. Ferriol, B. Kubik, A. Secroun , J.-C. Clemens , A. Ealet , B. Serra , W. Gillard , C. Rosset, Proc. SPIE, High Energy, Optical, and Infrared Detectors for Astronomy VII (2018), Austin, Texas, United States, 10-15 Jun 2018
  • Euclid flight H2RG IR detectors: per pixel conversion gain from on-ground characterization for the Euclid NISP instrument, A. Secroun , J.-C. Clemens , R. Barbier, C. Buton, L. Conversi, A. Ealet , S. Ferriol, F. Fornari, W. Gillard , R. Kohley, B. Kubik, C. Rosset, B. Serra , G. Smadja, J. Zoubian , Proc. SPIE, High Energy, Optical, and Infrared Detectors for Astronomy VII (2018), Austin, Texas, United States, 10-15 Jun 2018
  • Integration and testing of the DESI multi-object spectrograph: performance tests and results for the first unit out of ten, S. Perruchot, A. Ealet , A. Secroun , S. Escoffier , A. Le Van Su, J.-G. Cuby, M.-C. Cousinou , Proc. SPIE, High Energy, Optical, and Infrared Detectors for Astronomy VII (2018), Austin, Texas, United States, 10-15 Jun 2018
  • Euclid Near Infrared Spectrometer and Photometer instrument description frozen at the Critical Design Review, T. Maciaszek, A. Ealet , K. Jahnke, E. Prieto, R. Barbier, Y. Mellier, F. Beaumont, et al., Proc. SPIE, Space Telescopes and Instrumentation (2018), Austin, Texas, United States, 10-15 Jun 2018
  • Euclid: Homogeneity in the search of the Dark Sector, P. Ntelis , A. Ealet , indéfini, Rencontre de Moriond, Cosmology Session, March 2018 (2018), indéfini,

Liste complète (PDF)
  • LSST le 15 mai 2018 a eu lieu l’inauguration du prototype du système de changeur de filtres, l’une des pièces maîtresses de la caméra du télescope LSST. Cette prouesse technique est le fruit d’une collaboration entre cinq laboratoires de l’IN2P3 du CNRS dans ce projet unique dans lequel la France joue un rôle très particulier aux côtés des États-Unis et du Chili.
Echangeur de filtre pour LSST © CPPM
Transport de l'échangeur de filtre pour LSST © CPPM
  • Euclid : Le CPPM vient de finir la caractérisation des 16 détecteurs de vol du NISP de Euclid. Vingt détecteurs de vol, sélectionnés par la NASA , ont été livrés au CPPM, caractérisés ans les salles propres du CPPM en 2017-2018. Ils seront intégrés sur l’instrument NISP en 2019, au LAM (Laboratoire d’Astrophysique de Marseille), avec lequel le CPPM collabore étroitement.
Bancs de caractérisation des détecteurs infrarouges de l’instrument NISP de la mission spatiale Euclid. Les détecteurs de vol sont testés pendant 45 jours sous vide à -200°C avec pour objectif d’évaluer leur performance. © C.Moirenc
Installation d’un détecteur infrarouge Euclid en vue de sa caractérisation. Ce travail se fait en salle propre dans un environnement ISO5 (moins de 100 particules de poussière par m3) © C.Moirenc
Détecteur infrarouge sur son support de transport. Ce détecteur est fabriqué par la société américaine Teledyne et caractérisé au CPPM pour la mission spatiale Euclid. © C.Moirenc

Pour déterminer le contenu énergétique de l’Univers et mesurer son histoire cosmique, une méthode observationnelle est d’utiliser les Oscillations Acoustiques Baryoniques (BAO) comme échelle standard dans la distribution spatiale des galaxies.

Le CPPM est impliqué depuis 2010 sur les grands relevés de galaxies, dont BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey, 2010-2014) et eBOSS (2014-2019) des programmes SDSS-III et SDSS-IV respectivement. Le sondage BOSS a permis de cartographier, grâce au télescope de 2.5 mètres de diamètre de la fondation Sloan situé à l’Observatoire Apache Point au Nouveau Mexique (Etats-Unis), la distribution tridimensionnelle de 1.5 millions de galaxies rouges lumineuses (LRG) situées entre 0.2 < z < 0.8 sur un champ de vue de 10 000 deg2. Le sondage eBOSS couvrira quant à lui tout le domaine en redshift intermédiaire, c’est-à-dire 0.6 < z < 3.5, sur une surface d’environ 3500 deg2.

Dans ce cadre, nous menons des analyses sur le test d’Alcock-Paczynski et sur les vides cosmiques.

D’autre part, nous participons au projet DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) qui verra ses premières lumières courant 2019. L’instrument DESI est un spectrographe multi-objets novateur (10 spectrographes de 3 voies spectrales chacun), alimenté par 5000 fibres optiques pouvant ainsi réaliser en parallèle 5000 spectres de galaxies. Les instruments seront installés sur le télescope Mayall de 4 mètres de diamètre situé en Arizona (États-Unis). Au CPPM nous participons à la caractérisation des dix spectrographes produits par la société Winlight basé à Pertuis (84).

DESI utilisera le télescope Mayall de 4 mètres au Kitt Peak (Crédit: NOAO/AURA/NSF)
DESI sera composé de dix spectrographes composés chacun de 3 bras, un bras bleu (360 à 593 nm), un bras rouge (566 à 772 nm), et un bras proche-infrarouge (747 à 980 nm)

Euclid est une mission spatiale dédiée à l'étude de l'accélération de l'Univers qui sera lancée en 2022 pour une durée de 6 ans. Euclid étudiera les larges structures de l'Univers sur plus de 15 000 degrés carrés jusqu'à un temps cosmique de 10 milliards d'années soit à plus de 75 % de l'âge de l'Univers. La mission est optimisée pour deux sondes cosmologiques, le cisaillement gravitationnel faible et la mesure des oscillations acoustiques baryoniques mais pourra aussi adresser de nombreux autres tests cosmologiques comme les mesures d'amas.

Le CPPM, par l'intermédiaire de l’équipe Renoir, est impliqué dans la préparation de la mission Euclid. L'équipe est impliquée dans la caractérisation et l’intégration des détecteurs infrarouges du spectrophotomètre NISP, un des deux instruments d’Euclid. Les détecteurs H2RG, livrés par la NASA, ont été caractérisés au CPPM et sont intégrés sur le plan focal de l'instrument NISP. Le CPPM est aussi en charge de la calibration de l’instrument avant sa livraison à l'ESA fin 2019.

La deuxième implication majeure de l’équipe du CPPM concerne le segment sol d’Euclid (SGS). Le segment sol est chargé du traitement des données et est distribué dans les pays européens majeurs participants au projet. Il est organisé autour d’unités opérationnelles (OU), en charge de définir les algorithmes de traitement, et autour de Centres de données (SDC), en charge d’implémenter les pipelines et de produire les catalogues. Le CPPM est responsable du développement du simulateur TIPS (images spectroscopie de l'instrument NISP), ainsi que son intégration dans le pipeline du consortium. Le CPPM participe aussi aux productions des simulations au SDC Français, le CC-IN2P3.

Au niveau science, nous participons aux activités du Galaxy Clustering Science Working Group (GC-SWG), avons la responsabilité du Work-Package (WP) « Nouvelles Sondes », ainsi que celle du SWG sur les transients/SNe. Nous sommes particulièrement impliqués sur les analyses de galaxy clustering, les vides cosmiques, l’échelle d’homogénéité et la combinaison de sondes.

Modèle mécanique de l'instrument NISP de Euclid - Crédit: CPPM
Modèle de démonstration du système de détection NI-DS de l'instrument NISP - Crédit: CPPM

LSST est un projet de télescope de 8 m au sol qui doit couvrir tout le ciel (20,000 deg²) en plusieurs bandes photométriques sélectionnées grâce à des filtres de couleur. Il sera construit non loin des télescopes Gémini South (8.2 m) et SOAR (4.3 m), sur le site de Cerro Pachón. Il devrait fournir ses premières images en 2020. Durant les 10 années de sa phase d'exploitation (2022-2032), LSST va produire une quantité de données au moins 10 fois plus importante que l’existant. Avec une pose toutes les 15 s, on attend environ 20 à 30 Téraoctets par nuit soit un total d’environ 30 Pétaoctets de données. Chaque pose couvre 10 deg². Les données seront réduites dans deux grands centres de calcul miroirs : le ‘National Center for Supercomputing Applications’ (NCSA) dans l’Illinois et le Centre de Calcul de l’IN2P3.

Le CPPM est responsable de la coordination de la construction du système changeur de filtre de LSST et de la construction d'un de ses sous-système : l'auto-changeur. En effet, le système d'échange de filtre de la caméra est composé de trois systèmes automatisés : Un carrousel de 5 filtres optiques, d'un changeur de filtre (l’Auto Changer) qui peut, à tout moment, venir remplacer l'un des 5 filtres en place. Le 6ème filtre pourra être inter-changé dans la caméra durant la journée avec un mécanisme chargeur de filtre (le Loader). Le système est validé par un banc de test permettant de simuler la configuration réelle de la caméra.

L'équipe travaille à la préparation des analyses supernovæ et la calibrations photométrique.

Nous sommes ainsi fortement impliqués dans l’utilisation du software de réduction des données ou nous travaillons à améliorer les algorithmes et les procédures pour la découverte et la mesure photométrique des supernovae. Nous utilisons l’expertise acquise dans ce domaine avec SNLS en utilisant le software LSST pour retraiter les images SNLS et reproduire un diagramme de Hubble plus complet que celui publié, en ne nous limitant pas aux supernovae qui ont bénéficié d’un suivi photométrique.

La mesure du diagramme de Hubble des supernovae est limitée, déjà avec la statistique actuelle, par les erreurs systématiques. En particulier la calibration photométrique sera un point clé. Nous avons donc démarré une activité sur la calibration photométrique. Nous concentrons sur l’utilisation des observations externes du catalogue Gaia. Nous avons aussi une participation expérimentale à la mise en place d’observation du projet de calibration par diode DICE.

Prototype de l'Auto-Changer, construit au CPPM. Crédit : CPPM
Détection d'une supernova avec le software LSST sur les images du CFHT : Crédit CPPM