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This HDR manuscript is about my research work at ONERA devoted to the development of a cold atom gravimeter allowing measurements from a boat or an airplane. This instrument is based on the acceleration measurement of a gas of cold atoms in free fall by an atom interferometry technique. Unlike conventional onboard gravimeters, this quantum technology allows absolute measurements and thus provides a considerable advantage for gravimetric campaigns where the regular calibrations required for conventional sensors impose significant constraints. In 2006, at the beginning of my research activity at ONERA, there were only atom gravimeter laboratory experiments.My research activity focused on developments allowing the use of this instrument on a mobile carrier. We therefore worked on the miniaturization, reliability and environmental resistance of the sensor and in particular the development of fiber laser systems, the study of an atomic interferometer using Bloch oscillations and the work on hybridization with classical sensors. Thanks to these developments, we have realized a prototype gravimeter and tested it successfully on ships and planes, demonstrating better measurement precisions than conventional sensors. On the strength of this experience, my research project aims to develop other cold atom inertial sensors (accelerometer, gyroscope) and thus to create an atomic inertial unit.; Ce manuscrit d’habilitation à diriger les recherches porte sur mes travaux de recherches à l’ONERA consacrés au développement d’un gravimètre à atomes froids permettant de réaliser des mesures depuis un bateau ou un avion. Cet instrument est basé sur la mesure d’accélération d’un gaz d’atomes froids en chute libre par une technique d’interférométrie atomique. Contrairement aux gravimètres embarquables classiques, cette technologie quantique permet de fournir des mesures absolues et procure ainsi un avantage considérable pour des campagnes gravimétriques où les calibrations régulières nécessaires aux capteurs classiques imposent des contraintes importantes. En 2006, au début de mon activité de recherche à l’ONERA, il y avait uniquement des expériences de laboratoire de gravimètrie atomique.Mon activité de recherche a porté sur les développements permettant d’utiliser cet instrument sur un porteur mobile. Nous avons donc travaillé sur la miniaturisation, la fiabilisation et la tenue en environnement du capteur avec en autre le développement de systèmes lasers fibrés, l’étude d’un interféromètre atomique utilisant les oscillations de Bloch et des travaux sur l’hybridation avec des capteurs classiques. Grâce à ces développements, nous avons réalisé un prototype de gravimètre et l’avons testé avec succès sur bateau et avion démontrant des précisons de mesure meilleures que les capteurs classiques. Fort de cette expérience, mon projet de recherche vise à développer d’autres capteurs inertiels à atomes froids (accéléromètre, gyromètre) et ainsi de réaliser une centrale inertielle atomique. |
