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Biographie de Olivier Le Fèvre

(1960 - )

Directeur du Laboratoire d'Astrophysique de Marseille

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Sa biographie

Né le 21 novembre 1960 à Saint Cloud dans les Hauts de Seine. Très tôt passionné d'Astrophysique, astronome amateur puis professionnel depuis 1987, spécialiste de cosmologie observationnelle, mon intérêt principal est de comprendre l'évolution des galaxies et des grandes structures au cours du temps cosmique, par la conduite de grands programmes d'observation de l'Univers.

Très tôt je me suis passionné pour l'observation du ciel, construire un télescope de mes mains pour obtenir quelques précieuses photos. Astronome amateur d'abord, j'ai gardé ce plaisir de mettre l'œil à l'oculaire d'un petit télescope sous un ciel bien noir, admirer les anneaux de Saturne, les cratères de la Lune, la galaxie d'Andromède et autres merveilles qui font rêver, sans nécessairement avoir besoin d'un lourd bagage scientifique. L'Astronomie a cette grande chance, interpeller directement nos sens, regarder à défaut de toucher, et titiller l'imagination. Après la contemplation, les questions se bousculent: pourquoi et encore pourquoi ? J'ai alors choisi d'orienter mes études pour tenter d'apporter quelques réponses.

Après une thèse de doctorat en Astrophysique en 1987 sur les amas de galaxies observés à la moitié de l'âge de l'Univers, j'ai obtenu un poste d'astronome adjoint à l'Observatoire de Paris et fut mis à disposition comme astronome résident auprès du télescope Canada-France-Hawaii, jusqu'en 1994. De ces années d'accès privilégié à l'un des meilleurs télescopes du monde, j'ai acquis une expertise reconnue dans la conduite de grands programmes d'observation des galaxies distantes dans l'Univers, et dans le développement d'instrumentation et de méthodes d'observation spécialisées comme la spectroscopie multi-objet. En 1991, j'initie avec des collègues Canadiens et Français le programme d'observation de l'Univers CFRS (Canada France Redshift Survey), qui fait toujours référence à ce jour dans le domaine de l'évolution des galaxies, s'appuyant sur l'instrument très innovant MOS-SIS construit par des équipes canadiennes et françaises et que je mets en service au télescope CFH. De retour en France en 1994 à l'Observatoire de Paris, et comme chargé de mission auprès de la direction de l'Institut National des Sciences de l'Univers du CNRS, je participe au développement des moyens d'observation sur les grands télescopes au sol et dans l'espace. Je suis promoteur puis responsable du développement de l'instrument focal VIMOS installé sur le Very Large Telescope du Chili. Sous contrat avec l'Observatoire Européen Austral entre 1996 et 2002, je coordonne une équipe de plus de 50 chercheurs, ingénieurs et techniciens, depuis le Laboratoire d'Astrophysique de Marseille où je m'installe en 1997. Je suis responsable scientifique depuis 2002 du grand sondage VIMOS VLT Deep Survey (VVDS), une collaboration France-Italie, qui vise à l'observation de plus de 100.000 galaxies remontant plus de 90% de l'âge actuel de l'Univers, rendu possible par VIMOS.

Je dirige le Laboratoire d'Astrophysique de Marseille depuis le 1er Janvier 2004, l'un des plus importants laboratoires de recherche de la discipline avec 50 chercheurs, 70 ingénieurs techniciens et administratifs, et près de 30 étudiants et post-doctorants. Membre de nombreux comités internationaux en particulier auprès du CNRS, de l'ESO, de l'ESA. Médaille de bronze du CNRS en 1987 pour mes études sur les radio-galaxies distantes. Prix Forthuny de l'Académie des Sciences en 1993, prix annuel de la Société Française des Spécialistes d'Astronomie et d'Astrophysique en 1996 pour mes travaux sur les grands sondages de l'Univers.

Son métier au quotidien

Dans mon domaine de la cosmologie observationnelle, la parole est aux données d'observation en évitant soigneusement tout biais observationnel, tout a priori fondé à tort où à raison sur les prévisions théoriques ou les modèles numériques. Il s'agit alors d'arpenter l'Univers en explorateur éclairé, de répertorier, de recenser les différentes espèces de galaxies, de sonder les populations qui peuplent l'Univers. On marche en avant toujours plus loin, ce loin s'avère être de plus en plus proche du Big Bang, ce commencement qui défie l'entendement. Archéologue de l'Univers, je sonde les strates du temps pour tenter de comprendre comment la matière s'assemble au cours des 13,7 milliards d'années de sa vie.

Sonder l'Univers, ça veux dire sélectionner un échantillon représentatif de la population que l'on veut étudier. Facile à dire ! Ecueil majeur, les galaxies sont des astres très faibles, il faut donc des télescopes toujours plus grands, des instruments toujours plus sensibles, pour repousser les frontières de la connaissance. J'observe aujourd'hui des galaxies de magnitude 24 à 25, soit une luminosité plus de 40 millions de fois plus faible que les étoiles les plus faibles visibles à l'œil nu. Deux grandes étapes sont nécessaires pour étudier les galaxies et leur évolution : répertorier les galaxies sur des images profondes du ciel, et ensuite mesurer leur distance, le « redshift » ou décalage vers le rouge, et obtenir une cartographie 3D de leur distribution. J'ai été un des premiers chercheurs à développer en France les méthodes de photométrie de galaxies pour mesurer précisément leurs positions, formes, luminosité et couleur. Lassé de contempler ces images où l'on se perd en conjectures sur la distance réelle de tel ou tel objet sur le plan en 2D d'une image, je me suis ensuite spécialisé dans la spectroscopie qui permet de mesurer le décalage vers le rouge et d'estimer le contenu d'une galaxie en étoiles, gaz et autres poussières. A la fin des années 1980, une nouvelle technique révolutionne le domaine : la spectroscopie multi-objets. Obtenir les distances des galaxies en les mesurant une par une avec un spectrographe classique est vite devenu prohibitif devant la contrainte d'observer de grands échantillons. En plaçant plusieurs fentes dans le plan focal du spectrographe, on obtient simultanément plusieurs spectres. Avec des collègues français et canadiens, nous avons amené cette technique à maturité et lui avons donné ses lettres de noblesse avec le spectrographe MOS-SIS sur le télescope Canada-France-Hawaii, qui permettait d'obtenir simultanément près d'une centaine de spectres, donc de distances, de galaxies lointaines. Notre sondage de l'Univers intitulé « Canada-France Redshift Survey » a eu un impact important, technique et scientifique, quantifiant l'évolution des galaxies sur plus de la moitié de l'âge de l'Univers. Fort de ce succès, j'ai convaincu l'Observatoire Européen Austral de construire un spectrographe multi-objet pour le nouveau très grand télescope VLT du Chili. Après une phase de développement de plusieurs années, j'utilise maintenant ce qui est reconnu comme le meilleur spectrographe de son domaine, l'instrument VIMOS qui permet d'obtenir jusqu'à mille spectres-distances simultanément. Je conduis un sondage sans précédent avec mes collègues français et italiens, avec la mesure de près de 100000 galaxies qui vont retracer l'histoire de l'Univers sur plus de 90% de sa vie.

Cet exemple illustre les différentes étapes du travail de chercheur qui base ses recherches sur les données d'observation :

  • maturation d'une question scientifique nouvelle, fruit de nombreuses lectures et interactions avec mes collègues
  • développement de l'instrumentation nouvelle nécessaire pour augmenter la sensibilité, l'efficacité ou le domaine de longueur d'onde et espérer répondre à la question posée
  • demandes motivées de temps d'observation sur les plus grands télescopes, demandes qui sont évaluées en détail par des comités de chercheurs, avec un facteur de pression correspondant à plus de 5 fois le temps disponible
  • Conduite des observations
  • Traitement des données, nécessitant des moyens informatiques importants
  • Analyse astrophysique des données, tentative de réponse au questionnement scientifique
  • Publication des résultats dans des revues à comité de lecteurs, et dans les conférences internationales.

Entre l'émergence de la question scientifique et les premières réponses, il s'écoule souvent plus de 10 ans. Avec mes collègues, tout en utilisant les instruments que nous avons réalisés et toute la panoplie des moyens d'observation à notre disposition, nous réfléchissons depuis déjà plusieurs années à ce que devront être les prochains instruments sur les grands télescopes, pour continuer de repousser cette frontière de l'exploration.

Dirigeant le jour et chercheur la nuit ! Cette boutade met en évidence la difficulté de concilier la gestion administrative et scientifique d'un laboratoire de recherche et ses équipes qui incombe à un directeur de laboratoire, et la conduite de programmes scientifiques de premier plan qui motive le métier de chercheur.

La recherche moderne, et l'astrophysique en particulier, a besoin d'importants moyens pour conduire les grands programmes qui font avancer la connaissance. Les moyens financiers et humains en jeu sont importants, et mobiliser les ressources nécessaires à la conduite d'un projet scientifique demande des efforts soutenus auprès des grandes agences de moyens nationales, européennes ou internationales. Heureusement, tout est axé vers la découverte, et l'obtention de financements substantiels permet de mettre en place toute une panoplie de moyens d'observations ou de simulations. Les plus grands télescopes au sol et dans l'espace, et leur instrumentation, nécessitent des budgets entre quelques millions et quelques centaines de millions d'Euros.

Dans notre laboratoire, nous utilisons ces financements pour construire des caméras,spectrographes, et autres dispositifs d'observation qui sont mis en place sur les grands télescopes comme le Very Large Telescope de l'Observatoire Européen Austral au Chili, ou sur les observatoires spatiaux. Le cycle de développement des grands instruments d'observation avoisine la dizaine d'années, la compétition étant sévère pour réaliser les instruments les plus sensibles, avec chaque nouvelle génération d'instrument qui rend obsolète la génération précédente. Cette course stimule de nouvelles avancées technologiques, et nous travaillons avec les industriels du domaine de l'optique et de l'instrumentation pour inventer les technologies du futur qui permettront un nouveau gain de sensibilité, et, pourquoi pas, voir un jour l'époque où les premières étoiles et galaxies se sont assemblées. Au passage, ces développements technologiques que nous initions peuvent produire après 1, 10 ou 50 ans des avancées majeures dont bénéficie la société. C'est un aspect souvent mésestimé du travail de chercheur, où dans la vie quotidienne on oublie par exemple que pour que la lumière jaillisse lorsqu'on pousse un interrupteur, il a fallu que des chercheurs comprennent le phénomène physique de base par un questionnement scientifique pointu.

Sa dédicace

Cartographier l'Univers, c'est une manière d'approcher nos origines. Les progrès fascinants de notre connaissance dans le domaine de l'évolution des galaxies et de la structure de l'Univers au cours de ces dix dernières années vont sans aucun doute se poursuivre dans les années qui viennent avec les moyens considérables qui sont mis en jeu. Futura-Sciences se fait le porte parole de ces découvertes, et enthousiasme ses lecteurs par la diversité de l'Univers depuis l'infiniment grand jusqu'à l'infiniment petit. Mon souhait le plus cher est que les jeunes générations attrapent aussi le virus de la science qui m'a contaminé quand j'avais 15ans, et se penchent à leur tour sur les questions les plus profondes qui sont devant nous.

Ses dossiers

  • L'évolution des galaxies dans l'Univers

    Nos origines remontent aux premières étoiles dans les premières galaxies apparues après le Big Bang. Ce dossier décrit comment l'exploration des strates de temps dans l'Univers peut ...