L'Extremely Large Telescope : un œil de 39 mètres dans le désert d'Atacama
Au Chili, l'ESO construit le plus grand télescope optique jamais conçu. Son miroir de 39 mètres, assemblé à partir de 798 pièces, doit capter sa première lumière en 2029.
Sur le sommet arasé du Cerro Armazones, à environ 3 000 mètres d'altitude dans le désert d'Atacama, au nord du Chili, un dôme de 80 mètres de haut domine le paysage. Il abrite le chantier de l'Extremely Large Telescope (ELT), le « très grand télescope » de l'Observatoire européen austral (ESO). Son miroir principal mesurera 39 mètres de diamètre. Aucun télescope optique de cette taille n'a jamais été construit : les plus grands en service aujourd'hui ont des miroirs d'une dizaine de mètres.
Un miroir en 798 morceaux
Couler et polir un miroir d'un seul tenant de 39 mètres est hors de portée. Le miroir primaire de l'ELT est donc une mosaïque de 798 segments hexagonaux, chacun large d'environ un mètre et demi. Ils sont taillés dans une vitrocéramique, le Zerodur, qui ne se dilate presque pas quand la température change. Ensemble, ils offrent une surface collectrice de 978 mètres carrés, soit près de quatre courts de tennis.
Pour que ces centaines de pièces se comportent comme une seule surface, leur position doit être tenue à quelques dizaines de nanomètres près, c'est-à-dire des milliers de fois moins que l'épaisseur d'un cheveu. Plus de 4 600 capteurs placés sur les bords des segments mesurent en permanence les écarts, et des vérins les corrigent. En France, l'industriel Safran Reosc a été chargé du polissage, du montage et des essais de ces segments.
Le télescope compte au total cinq miroirs. Le quatrième, large de 2,4 mètres, est déformable : sa forme est ajustée en continu pour compenser la turbulence de l'atmosphère, celle qui fait scintiller les étoiles. C'est l'optique adaptative. Pour savoir comment corriger, le télescope observe des étoiles artificielles, créées par des lasers qui font briller la haute atmosphère. Sans ce dispositif, la turbulence gâcherait l'essentiel de la finesse qu'offre un miroir géant.
Un calendrier repoussé
Les travaux de génie civil ont commencé en 2014 par la construction d'une route jusqu'au sommet. En 2025, l'ESO a révisé son calendrier : la « première lumière » technique est désormais prévue en mars 2029, et les premières observations scientifiques en décembre 2030. L'organisation invoque une météo rude sur le site, des développements technologiques plus longs que prévu et des équipements défaillants pendant leur fabrication.
Le chantier avance néanmoins. Le dôme a atteint sa hauteur définitive en avril 2025 et, selon un point d'étape publié par l'ESO à l'été 2026, le projet était alors achevé à plus de 75 %. La structure principale, qui pèse environ 3 500 tonnes, venait d'être mise en rotation pour la première fois.
Ce que l'ELT ira chercher
La finesse d'une image dépend du diamètre du miroir : à longueur d'onde égale, un miroir de 39 mètres distingue des détails environ 16 fois plus fins que celui de 2,4 mètres du télescope spatial Hubble, à condition que l'optique adaptative efface la turbulence. Et il récolte des centaines de fois plus de lumière.
Six instruments de première génération sont prévus : MICADO pour l'imagerie infrarouge, MORFEO pour l'optique adaptative, HARMONI pour la spectroscopie dans le visible et le proche infrarouge, METIS pour l'infrarouge moyen, ANDES pour la spectroscopie à haute résolution et MOSAIC pour observer de nombreux objets à la fois.
Les objectifs scientifiques couvrent presque toute l'astronomie : les premières galaxies, la matière noire et l'énergie sombre, les trous noirs, l'histoire des étoiles de notre Galaxie. Mais l'objectif le plus attendu est sans doute la recherche de planètes semblables à la Terre dans la zone habitable d'autres étoiles, et l'analyse de leur atmosphère. Les planètes des étoiles les plus proches, comme Proxima b, figurent parmi les premières cibles envisagées.
Et sur Terre ?
Les technologies du télescope ont des usages bien terrestres. L'optique adaptative, née pour l'astronomie, sert déjà à des caméras qui photographient la rétine cellule par cellule. Le polissage de grandes surfaces au nanomètre près et la métrologie de positionnement profitent à l'industrie de l'optique de précision.
Anthropolaris s'inscrit dans cette continuité. La marche « Rétine des étoiles » (voir la marche G-SGT-11) vise les briques d'optique adaptative extrême d'un futur instrument de l'ELT consacré aux planètes, tandis qu'une autre prépare la recherche de molécules dans l'atmosphère de Proxima b avec HARMONI (voir la marche G-SGT-10).
Après la première lumière
Quand l'ELT ouvrira enfin son œil, il faudra encore des années de réglages et d'observations pour qu'il donne sa pleine mesure. Ses concepteurs prévoient une durée de vie de plus de trente ans. Les astronomes qui l'exploiteront à la fin de sa carrière sont peut-être aujourd'hui sur les bancs du lycée, et il n'est pas exclu qu'ils soient les premiers à lire, dans la lumière d'une planète voisine, la composition d'un autre ciel.