Les premiers résultats de cosmologie du satellite Planck ont été diffusés par l'ESA ce jeudi 21 mars 2013. Jamais portrait de l'univers jeune n'avait été aussi précis.

La finesse et la sensibilité atteinte par Planck permet de préciser (et de modifier légèrement) la « recette de l'univers ». Notre monde serait composé à 69,4% d'énergie noire, responsable de l'accélération de l'expansion de l'univers, à 25,8% de matière noire, cette substance insaisissable qui a permis la naissance des galaxies, et à 4,8% de matière ordinaire, dont nous sommes faits.

Par ailleurs, l'expansion de l'univers selon Planck est légèrement moins rapide que prévu, et son « âge » un soupçon plus grand (à 13,82 milliards d'années).

Ce succès est d'abord celui des expérimentateurs qui ont été capables de concevoir et de réaliser un engin comme Planck, dont la caméra HFI a par exemple fonctionné pendant mille jours à -273,05°C ! Jean-Michel Lamarre, l'un des promoteurs historique de la mission, nous raconte la genèse du projet.

Quand est née l'idée de la mission Planck ?

L'idée de base, faire une carte globale du ciel dans le domaine des ondes millimétriques ou micro-ondes, remonte à loin ! Je me souviens en avoir discuté avec Jean-Loup Puget [le responsable scientifique de HFI, NDLR] dès 1976. A cette époque toutefois, c'était hors de portée du point de vue technologique.
Planck n'a vraiment pris son envol qu'au début des années 1990. En 1992, les données du satellite américain Cobe sont tombées [elles montraient que l'univers, dès ses débuts, n'était pas strictement homogène et présentait des fluctuations de densité, NDLR], je travaillais sur ce qui allait devenir un autre satellite de l'ESA, Herschel. Nous cherchions une façon de tirer parti d'une avancée réalisée en cryogénie, à Grenoble, par le physicien Alain Benoit et son équipe. Il était capable de refroidir des détecteurs jusqu'à la température de 0,1 degrés au-dessus du zéro absolu ! C'était la clef pour pouvoir faire la carte « ultime » des fluctuations que Cobe avait mis en évidence. Mais pas seulement...

Vous aviez d'autres objectifs que la cosmologie ?

En effet, nous ne nous intéressions pas seulement à la cosmologie. Aux longueurs d'onde auxquelles Planck observe, nous avons accès au passé lointain de l'univers, puisque le rayonnement cosmologique a été émis seulement 380 000 ans après le Big bang, mais aussi à des objets plus proches mais froids. Dès cette époque, il était clair pour moi que notre instrument, en faisant mille fois mieux que Cobe, pouvait non seulement faire progresser la cosmologie, mais aussi tout le reste : notre compréhension de la naissance des galaxies, celle du milieu interstellaire de la Voie lactée, etc. Vous verrez d'ailleurs que les astrophysiciens vont se passionner sur les « avant-plans » qu'a cartographié Planck, c'est-à-dire tout ce qui se trouve entre nous et le fond diffus.

Dans votre esprit, Planck devait être le successeur de Cobe. Pourtant, en 2001, c'est le satellite américain Wmap qui lui succède. Pourquoi ?

Au moment où nous avons proposé Planck, qui s'appelait Cobras/Samba à l'époque et était la fusion de deux projets français et italiens [chacun étant devenu l'un des deux instruments de Planck, HFI et LFI, NDLR], il n'était pas encore question de Wmap. La Nasa a sélectionné cette mission en 1996, une semaine avant que l'ESA ne valide définitivement Planck, et l'a lancé quatre ans plus tard. C'était extrêmement rapide pour une mission spatiale, pour la bonne raison que Wmap ne nécessitait pas de développement technologique ! Sur Planck au contraire, qui était plus ambitieux, tout était nouveau. Pour le détecteur, le système de refroidissement, le système optique, et jusqu'à l'électronique, il fallait inventer les technologies. A vrai dire, il était extrêmement risqué pour une agence spatiale de se lancer dans une mission pareille. L'ESA a eu ce courage, les états européens ont accepté de prendre un risque technologique, et les industriels ont suivi.

Si vous rapprochez la journée d'aujourd'hui avec vos rêves d'il y a 20 ans, qu'est-ce que cela vous inspire ?

Evidemment, on ne travaille pas vingt ans sur un projet sans être ému le jour où tous nos efforts se concrétisent... Mais au-delà de ça, je suis à la fois émerveillé et étonné par les résultats de Planck. Emerveillé parce-que ça marche ! Et croyez-moi, en tant qu'instrumentaliste, j'étais très prudent... Emerveillé aussi parce que l'univers est décidément d'une simplicité splendide. Il est « plat ». Il rayonne comme un corps noir parfait. Et il peut être décrit dans un modèle qui ne possède que quelques paramètres, conçu par l'esprit humain... Je suis enfin étonné parce-que, au-delà d'une validation éblouissante de notre modèle du Big bang, Planck observe quelques petites anomalies ici et là. Il entrouvre une porte sur un chemin dont nous nous demandons jusqu'où il va nous mener...

Retrouvez la première image de l'univers et une première analyse dans le numéro d'avril de Ciel & Espace, en kiosque samedi 23 mars.

Pour en savoir plus, écoutez les podcasts de Ciel & Espace Radio qui traitent :
1/ Des objectifs de la mission Planck à son lancement (2009)
2/ De sa première carte de la Galaxie (réalisée en 2010)
3/ Des ses premiers résultats en astronomie extragalactique (publiés en 2011)
4/ De ses premiers résultats en cosmologie (mars 2013)