Centre National d’Etudes Spatiales (CNES)

Demande de modification

https://cnes.fr/fr Catégorie : Agences spatiales, aéronautiques et pour la défense

Activités Temps-Fréquence :

Effectif : 5dont : 4 permanents, 1 non-permanents

TOULOUSE, France

Etablissement public à caractère industriel et commercial (EPIC), le CNES propose aux pouvoirs publics la politique spatiale de la France et la met en oeuvre dans 5 grands domaines stratégiques : Ariane, les Sciences, l'Observation, les Télécommunications et la Défense.
Les activités T/F du CNES se répartissent essentiellement autour de la sous-direction Radio-Fréquences (DSO/RF) et du projet PHARAO/ACES.
Au sein de la sous-direction Radio-Fréquences, les activités T/F sont essentiellement orientées vers la R&T et le laboratoire. La R&T vise à développer les générateurs de temps et de fréquence pour les systèmes spatiaux de demain, ainsi qu'à améliorer les techniques de transfert, notamment par satellites. Le laboratoire T/F est équipé de plusieurs références (3 Masers actifs, 8 horloges Césium Cs commerciales haute performance, oscillateurs à quartz ultra-stable et/ou très bas bruit de phase) et de nombreux équipements de tests. Il permet de réaliser des tests d'équipements T/F pour le compte des projets du CNES et pour la R&T. Une échelle de temps UTC(CNES) est maintenue depuis juin 2016, notamment pour surveiller les performances T/F des GNSS.
Pour PHARAO, le CNES a la charge du développement et de l'intégration de l'horloge (qui est la principale contribution française à ACES), en collaboration avec le LKB, le SYRTE et plusieurs industriels.

Contribution à :
REFIMEVE+, PHARAO/ACES, JUICE, filière SENTINELs, filière MYRIADES

Collaborations à l'international :
BIPM
En France : ARE-Electronique, CEA Spintec, Cristal Innov, DGA, FEMTO-ST, Foton, Geoazur, LAAS, LERMA, LKB, LPL, Muquans, ONERA, Orolia-Spectracom, PIIM, RENATER, Rakon, SFMC, SPINTEC, SYRTE, Sodern, Syrlinks, Thales AVS, TAS-F, TRT, Timelink Microsystems, ESA

Crédit photo : Jean-Claude MOSCHETTI / CNES / FIRST-TF / CNRS Photothèque.

Expertise :

Oscillateurs
- Oscillateurs et synthèse RF et micro-onde
  - Technologies piézoélectriques• Références de fréquences à quartz (XO, VCXO, TCXO, OCXO, OUS) pour les charges utiles spatiales : technologies, fabrication, sensibilités, performances
  - Technologies MEMS• Analyse de faisabilité d'alternative à la référence à quartz
  - Technologies micro-ondes• VCO MMIC à base d'AsGa Arséniure de gallium, SiGe Silicium-germanium
    Synthèses de fréquence fractionnaire SiGe Silicium-germanium
    Oscillateurs à base de résonateur Saphir Al2O3
  - Technologies spintroniques• Analyse de faisabilité d'alternative à la référence à quartz
  - Technologies THz, génération de signaux THz• Synthèse de fréquence dédiée aux récepteurs hétérodynes (JUICE)
- Oscillateurs optiques, lasers
  - WGM, modes de galerie• Technologies de résonateurs
    Topologies d'oscillateurs
    Modélisation en bruit
  - Lasers asservis sur raie atomique ou moléculaire• Lasers télécom doublés asservis sur Rubidium Rb à 780 nm.
  - Peignes de fréquence• Peigne de fréquence pour le raccordement à REFIMEVE+
  - Sources laser• Diodes lasers RIO à 1560 nm et 1542 nm (largeur de raie ~ 5 kHz).
Références atomiques
- Horloges micro-ondes et sous-systèmes associés
  - Atomes froids• Développement et utilisation de l'horloge PHARAO en partenariat avec le SYRTE et l'industrie
  - Horloges à jet thermique• Utilisation d'horloge à Césium Cs commerciales
  - Masers• Utilisation de Masers commerciaux
Synchronisation, transfert de fréquence et échelles de temps
- Liens micro-ondes
  - GNSS• Transfert de temps par GNSS code et phase, IPPP (Integer PPP), étalonnage en absolu et en relatif de chaines de réception GNSS
- Liens optiques en espace libre
  - Liens optiques impulsionnels en espace libre• Le CNES a développé (en tant que maître d'oeuvre système et instrument) puis opéré T2L2 (Time Transfer by Laser Link) sur le satellite Jason-2, en collaboration avec le laboratoire GéoAzur de l'OCA.
- Échelles de temps• Echelle de temps composite UTC(CNES) basé sur un Maser asservi sur un ensemble d'horloges Césium Cs.
Méthodes spécifiques de métrologie temps-fréquence
- Étude des bruits
  - Bruit de phase, PLL• Diverses capacités de mesure de bruit de phase (jusqu'à 50 GHz)
    Capacité d'analyses du bruit de phase des sources et synthèses de fréquences
  - Bruit d'intensité• Capacité d'analyse du RIN
- Étude des effets systématiques, Exactitude, Étalonnage
  - Effets systématiques dans l'interaction atome-rayonnement• Capacité d'évaluation des effets systématiques de l'horloge PHARAO notamment
- Spectroscopie à ultra-haute résolution
  - Spectroscopie atomique• Notions de spectroscopie des transitions atomiques utilisées dans les horloges (optique et micro-onde)
Techniques pour la métrologie temps-fréquence et applications
- Électronique
  - Électronique analogique• Electronique bas-bruit et électronique/composants spatiaux
  - Électronique numérique• Electronique / composants spatiaux
  - Acquisition, interfaces, convertisseurs• Electronique / composants spatiaux
- Optique
  - Contrôle des caractéristiques du faisceau optique• Capacité de mesures de la puissance optique, de sa fréquence, de sa polarisation et de son mode.
- Techniques de refroidissement ou piégeage
  - Refroidissement, piégeage d'atomes• Développement de sources lasers pour le refroidissement et la manipulation d'atomes de Rubidium Rb.
- Techniques d'interférométrie
  - Techniques d'interférométrie atomique• Techniques d'interférométrie atomique, notamment pour les missions spatiales
- Capteurs
  - Capteurs inertiels atomiques• Analyse d'emport de capteurs inertiels atomiques pour les missions spatiales

Secteurs Connectés :

Positionnement et navigation
- Positionnement par satellite, GNSS• Le CNES a une vaste expertise en navigation par satellites. Son objectif est de contribuer à la réussite des programmes européens Galileo et EGNOS. Le CNES dispose d'outils de monitoring dédiés, d'un observatoire du signal, d'une référence de temps UTC(CNES), d'un réseau indépendant de stations (REGINA) et de moyens humains pour analyser les performances des systèmes et coordonner les résultats.
Environnement et santé
- Géosciences (géodésie, géophysique)• Service dédié au CNES

Réseau FIRST-TF

Contact(s) FIRST-TF :

Jérôme DELPORTE (jerome.delporte@cnes.fr)