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La Suisse prend son envol

En décembre 2019, la petite Helvétie enverra sur orbite «CHEOPS», le premier satellite scientifique de son histoire. Le but de cette mission dirigée par l’astronome Willy Benz? Mieux comprendre de quoi sont faites les exoplanètes.

Texte Pierre Wuthrich
Cheops

Le satellite «CHEOPS» doit permettre de mieux comprendre la structure des exoplanètes, ces planètes orbitant autour d'une autre étoile que le soleil (photo: Keystone/DR).

De Berne, on connaît surtout la coupole du Palais fédéral et la Tour de l’horloge. Peu d’entre nous savent toutefois que la capitale abrite un pôle d’excellence dédié à la recherche spatiale. C’est pourtant là, dans un bâtiment sans prétention de l’Université de Berne, que la Suisse écrit actuellement un nouveau chapitre de son histoire, à savoir le lancement de son premier satellite scientifique. «Nous travaillons avec dix autres nations et en collaboration avec l’Agence spatiale européenne (ESA)», rectifie Willy Benz, professeur d’astrophysique à l’Université de Berne, directeur du pôle de recherche national (PRN) PlanetS et responsable de cette mission, avant de poursuivre: «Il est toutefois vrai que c’est la première fois que la Suisse dirige un tel projet international.»

Willy Benz

Willy Benz, de l’Université de Berne: «La Suisse est certes un petit pays en comparaison internationale, mais nous avons su développer des niches uniques» (photo: Matthieu Spohn).

Baptisée «CHEOPS» (pour «CHaracterising ExOPlanet Satellite»), la mission est née il y a près de dix ans d’une étroite collaboration entre Willy Benz et Didier Queloz, récent prix Nobel de physique (lire entretien ci-dessous). Elle vise à mieux comprendre la composition des exoplanètes, et ce, grâce à la méthode du transit planétaire. «Quand une planète passe devant une étoile, la lumière que nous recevons de cette dernière baisse légèrement. Cette diminution est proportionnelle à la taille de la planète et nous permet donc de calculer le rayon de celle-ci», précise Willy Benz. En couplant cette information avec la masse de l’astre – une donnée qu’il est possible d’obtenir avec des télescopes au sol par exemple –, il est possible d’obtenir sa densité. «Nous pouvons alors caractériser l’exoplanète en termes physiques et chimiques. Cela nous permettra de savoir si l’on se trouve face à un objet gazeux ou solide, s’il existe une atmosphère importante ou non, et même si la planète possède des océans majeurs.» De là à dénicher une preuve d’une vie extraterrestre? «Tel n’est pas le but de la mission. Cela étant, les données récoltées permettront d’ajouter des éléments de réponse à une question qui hante l’humanité au niveau philosophique et religieux depuis des millénaires», précise le professeur neuchâtelois d’adoption.

Les exoplanètes, quésaco?

Une exoplanète est une planète orbitant autour d’une étoile autre que le Soleil. Si, depuis des siècles, on estimait leur existence probable, il a fallu attendre 1995 pour que deux Suisses, Michel Mayor et Didier Queloz, découvrent – grâce à un télescope basé près de Manosque, en France – la première exoplanète. C’est pour cette découverte essentielle que les deux chercheurs ont reçu cet automne le prix Nobel de physique.

Baptisée 51 Pegasi b, cette exoplanète tourne autour d’Helvetios, une étoile jumelle du Soleil par sa taille et située à environ 51 années lumière de la Terre. À ce jour, l’Encyclopédie des planètes extrasolaires recense 4115 planètes gravitant dans plus de 3000 systèmes planétaires de notre Voie lactée. Notons encore que, en septembre de cette année, des chercheurs auraient trouvé de la vapeur d’eau sur une exoplanète, laissant penser qu’une vie y serait possible. Toutefois, les résultats doivent à l’heure actuelle encore être confirmés par la communauté scientifique.

Prévu à la mi-décembre, le lancement de «CHEOPS» se fera depuis Kourou, en Guyane française. «Nous sommes prêts. Le calendrier et le budget de cent millions – dont trente-trois à la charge de la Confédération – ont été maîtrisés.» Willy Benz ne peut cependant s’empêcher d’être inquiet. «Je sais que j’aurai la peur au ventre au moment de voir la fusée Soyouz s’élancer.» Pourtant, depuis la naissance du projet, tout a été fait, calculé et testé pour s’assurer qu’il n’y ait aucun dysfonctionnement. «À Berne, nous avons construit une salle blanche dans laquelle nous pouvons reproduire les conditions que l’on retrouve dans l’espace. Et à Zurich, nous avons soumis le satellite aux mêmes vibrations qu’il subira au moment du départ, afin d’être sûr que, par exemple, les lentilles du télescope restent parfaitement alignées.» Seulement voilà, un incident ne peut être exclu. Et si le couvercle du satellite ne s’ouvrait pas? Et si les images ne parvenaient pas sur Terre? Et si? Et si?

Cheops

Au printemps 2018, «CHEOPS» a été assemblé par Willy Benz et son équipe dans la salle blanche de l’Université de Berne (photo: Uni Bern).

Pour se rassurer, Willy Benz peut compter sur le savoir-faire de la Suisse. «Nous sommes certes un petit pays en comparaison internationale, mais nous avons su développer des niches uniques. L’industrie helvétique est par exemple une référence pour la fabrication des horloges atomiques ainsi que pour les coiffes des fusées, que même la Nasa achète chez nous.» Quant au réseau des écoles polytechniques et des hautes écoles suisses, il participe aussi à l’excellence de notre pays dans la recherche spatiale. N’oublions pas que ce sont deux chercheurs de l’Université de Genève qui ont découvert la première exoplanète. Au nez et à la barbe des États-Unis.

Des retombées concrètes pour la société

La mission «CHEOPS» devrait durer trois ans et demi, voire cinq ans si les instruments électroniques qui seront exposés au rayonnement cosmique sans la protection de l’atmosphère tiennent le coup. Il n’est ensuite pas question que le satellite reste encombrer l’espace. «Selon une récente loi internationale, tout ce qui monte doit redescendre. «CHEOPS» est donc doté d’un petit moteur que nous pourrons activer pour le désorbiter. En retombant, le satellite se désintégrera dans l’atmosphère.»

Toutefois l’argent et la somme de travail investis ne disparaîtront pas avec «CHEOPS». «Cette mission permettra d’améliorer les connaissances que nous avons de notre humanité. En étudiant une exoplanète qui est plus jeune ou plus vieille que les 4,5 milliards d’années de la Terre, nous pouvons tisser des comparaisons avec notre planète et mieux comprendre comment celle-ci s’est formée et comment elle évoluera. Si nous souhaitons protéger un bien que nous aimons, il faut savoir comment il fonctionne.»

Ce n’est pas tout. La société bénéficie très concrètement des avancées réalisées par les astrophysiciens. «Pour construire les instruments dont nous avons besoin dans l’espace, nous devons pousser la technologie dans ses derniers retranchements. Mais cela en vaut la peine. C’est par exemple grâce à la recherche spatiale que les smartphones sont dotés d’un GPS. Et à Berne, pour les besoins de nos recherches, nous étudions une technique basée sur la polarisation de la lumière permettant de détecter la vie à distance. Nous sommes maintenant en train de la tester en collaboration avec l’hôpital de l’Île à Berne afin de voir si nous pouvons, grâce à elle, détecter des cellules cancéreuses dans le cerveau humain.» Comme quoi, à défaut pour le moment de trouver de la vie à des dizaines d’années-lumière de chez nous, la recherche spatiale permettra peut-être d’en sauver ici-bas. De quoi permettre aux scientifiques de garder les pieds sur terre.

Didier Queloz

«Avec «CHEOPS», la Suisse ose se doter d’un satellite et prouve qu’elle a parfaitement les capacités d’en avoir un», se réjouit Didier Queloz, prix Nobel de physique, professeur aux Universités de Genève et Cambridge et membre de l’équipe scientifique de «CHEOPS» (photo: François Wavre/Lundi13).

«La science de la vie dans l’univers est en train de voir le jour»

Didier Queloz, vous êtes membre de l’équipe scientifique de «CHEOPS». Quel est son rôle?

L’équipe scientifique, basée à Genève, est responsable de préparer le plan d’exécution, soit les commandes qui seront envoyées chaque semaine au satellite via une antenne à Madrid. Nous déciderons par exemple quelle exoplanète il faudra observer en priorité. Par la suite, les données reviendront à Genève où elles seront traitées.

Comment avez-vous réparti les tâches avec Willy Benz?

En étant à Berne, Willy Benz est proche du gouvernement. Il a donc pris tout naturellement en charge les aspects financiers et diplomatiques. C’est lui aussi qui a mené les négociations avec l’ESA et a supervisé la construction du satellite, pour lequel Berne possède un grand savoir-faire. À Genève, comme nous avons une longue expérience dans l’analyse de données des exoplanètes en particulier et des données spatiales en général, il était logique que nous nous occupions de cet aspect-là. Au final, il s’agit d’un partenariat magnifique, car nous sommes parvenus à prendre le meilleur de chacun. Avec Willy Benz, je suis vraiment intellectuellement sur la même longueur d’onde, et c’est un vrai bonheur de travailler avec lui.

Que représente pour vous cette mission?

C’est une mission particulière pour moi, car j’en ai eu l’idée – sur une piste de ski – il y a dix ans de cela, avec mon collègue le professeur Cameron de l’Université de St Andrews en Écosse. Je l’ai proposée à Willy Benz qui a tout de suite été partant. Aujourd’hui, je suis enchanté que la Suisse entre dans la cour des grands. La Suisse a énormément de talent et investit beaucoup dans la recherche. Avec «CHEOPS», elle ose se doter d’un satellite et prouve qu’elle a parfaitement les capacités d’en avoir un. Je suis ravi pour l’industrie et la science suisses que l’on arrive à mettre sur pied une telle mission.

La Suisse s’est déjà fait un nom dans le domaine des exoplanètes…

Absolument, et «CHEOPS» permet à la Suisse de garder un rôle de leader dans ce domaine. Pour moi, c’est un succès personnel de voir que l’intérêt perdure. «CHEOPS» maintient le niveau d’excellence qu’on avait lancé il y a vingt-quatre ans avec Michel Mayor et le fait déborder maintenant au niveau suisse, car toutes les grandes universités qui s’intéressent à ce domaine sont partie prenante.

On parle de plus en plus d’exoplanètes dans les médias. S’agit-il vraiment d’un nouveau domaine phare?

Absolument. La preuve: sur les trois prochaines missions de l’ESA, deux concernent les exoplanètes. Ce domaine a mis un certain temps à se mettre en place, mais maintenant nous sommes face à l’éclosion d’une nouvelle science et – je pèse mes mots – il s’agit vraiment d’une nouvelle science, à savoir la science de la vie dans l’univers. Les exoplanètes en sont un sous-chapitre, dédié à l’astrophysique. Aujourd’hui, tous les instituts investissent là-dedans. Je pense que nous sommes à un moment charnière qui ressemble à celui de la découverte de l’ADN, qui a donné lieu à un nouveau domaine de la science, la génétique.

Pour la mission «CHEOPS», votre prix Nobel, qui aurait pu vous faciliter la tâche dans vos démarche, arrive un peu tard.

Oui, dans le sens où «CHEOPS» est prêt à prendre son envol depuis quelques semaines maintenant. Cela dit, le prix Nobel va apporter énormément à l’ensemble du domaine. Cette reconnaissance nous aidera tous, car elle permettra d’ajouter un élément de justification dans nos démarches. Quand mes collègues au niveau international vont demander des financements supplémentaires, ils seront davantage écoutés.

Et pour vous?

Mon problème maintenant, c’est de gérer mon prix Nobel, qui va m’enlever des capacités de recherches. Il y a une nouvelle direction que je dois prendre, et il me faut accepter qu’une partie de mon temps soit désormais consacrée à remplir le rôle d’ambassadeur de l’astronomie. Mon rôle consiste à faire bénéficier les retombées du prix Nobel sur nous tous. Mais j’en suis ravi, car la science est un long ruban qui nous connecte tous. Et ce que vous faites aujourd’hui, d’autres générations vont en profiter demain. La mission «CHEOPS», ce prix Nobel, ce sont des cadeaux que l’on fait aux nouvelles générations. Ils vont bénéficier de nos apports.

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