Résumé de la thèse
L'objectif du gravimètre absolu est de déterminer la valeur de l'accélération de pesanteur avec une incertitude relative de 10–9 pour le projet métrologique de « balance du watt ». A cette fin une nouvelle enceinte à vide permettant l'évaluation des effets systématiques limitant a été développée. Le gravimètre a été rendu transportable et placé à côté de la balance du watt du LNE à Trappes.
Le principe du gravimètre repose sur des techniques d’interférométrie atomique, où un nuage d’atomes froids de 87Rb en chute libre est manipulé au moyen de transitions à deux photons dites « Raman ». L'incertitude a été réduite sur l'ensemble des biais au-dessous de l'objectif fixé, excepté en ce qui concerne l’effet des aberrations du front d'onde des faisceaux lasers. Il est actuellement l'objet d’investigations et le laboratoire cherche désormais à contrôler le mieux possible la trajectoire des atomes.
Au cours de l'année 2010, le gravimètre atomique a participé à plusieurs comparaisons, notamment une comparaison internationale, avec d'autres gravimètres de références nationaux. Les valeurs de g obtenues sont en accord, mais des fluctuations de l'écart ont été relevées avec les autres gravimètres, liées en partie aux variations de l'effet d’aberration.
Trois nouvelles techniques de mesures d'interféro-métrie atomique ont été développées en parallèle. La première utilise un algorithme à trois coups qui rend la mesure robuste aux vibrations. La seconde consiste à diffracter les atomes simultanément au moyen des quatre champs présents dans l'enceinte à vide afin de doubler l’aire de l’interféromètre et donc sa sensibilité intrinsèque. Enfin, une pyramide creuse a été conçue et réalisée, qui permet de substituer aux différents lasers un unique large faisceau, afin de créer un gravimètre atomique compact transportable.