Projet ANR blanc CHAPERSOA (2009-2013)

Le projet CHAPERSOA traite de la conception de lois de commande à hautes performances pour les systèmes d'optique adaptative (OA) destinés à équiper les grands télescopes existants (type VLT, Very Large Telescope) ou les très grands télescopes en phase de conception. Ces systèmes d'OA de nouvelle génération sont des boucles d'asservissement fortement multivariables (vecteurs d'entrée/sortie de quelques centaines à plusieurs milliers de coordonnées), combinant des sous-systèmes dynamiques continus et discrets cadencés à des fréquences élevées (de l'ordre du kHz). Ils comportent des retards purs et des paramètres entachés d'incertitudes et susceptibles de varier au cours de cycles opératoires pouvant atteindre plusieurs heures. Ce contexte applicatif exigeant, la difficulté d'accéder à des dispositifs expérimentaux, ainsi que l'isolement relatif des opticiens/astronomes et de la communauté STIC, ont largement contribué jusqu'ici à retarder l'utilisation en OA d'outils avancés de conception de lois de commande.

Le projet CHAPERSOA associe deux laboratoires de recherche du domaine STIC (L2TI-Université Paris 13-EA 3043 et SATIE-École Normale Supérieure de Cachan-UMR 8029), une équipe d'opticiens (DOTA- ONERA) membre du Groupement d'Intérêt Scientifique Phase, et un laboratoire d'astronomie (LAOG-Université Joseph Fourier (Grenoble)-UM 5571) pour relever ce défi au travers d'une approche pluridisciplinaire. Dans le cadre de ce partenariat automaticiens-traiteurs de signaux/opticiens/astronomes, nous proposons d'explorer la problématique de la commande à hautes performances en OA à travers des études théoriques, des simulations et des expérimentations sur banc d'essai. Les recherches seront orientées vers la commande optimale pour les nouveaux concepts d'OA avec optimisation des performances dans un champ d'intérêt étendu, ce qui est en rupture avec les approches généralement utilisées. Les expérimentations seront conduites sur les bancs expérimentaux du DOTA et sur une plate-forme d'OA, mise au point par le LAOG, qui sera ouverte à la communauté STIC.

Publications

Revues internationales à comité de lecture

A. Costille, C. Petit, J.-M. Conan, C. Kulcsár, H.-F. Raynaud, « Linear Quadratic Gaussian control applied to WFAO systems: simulation and experimental results », EJC numéro spécial « Adaptive optics control for ground based telescopes » 2011, à paraître

C. Correia, H.-F. Raynaud, C. Kulcsár, J.-M. Conan, « Minimum-variance control for woofer-tweeter systems in adaptive optics », JOSA A, numéro spécial AO 2010

H.-F. Raynaud, C. Correia, C. Kulcsár, J.-M. Conan: « Minimum-variance control of astronomical adaptive optics systems with actuator dynamics under synchronous and asynchronous sampling », International Journal of Robust and Nonlinear Control, 21(7), pp. 768-789, mai 2011.

C. Correia, H.-F. Raynaud, C. Kulcsár, J.-M. Conan, « Minimum-variance control for astronomical adaptive optics with resonant deformable mirrors », EJC numéro spécial « Adaptive optics control for ground based telescopes » 2011, à paraître

Conférences internationales avec actes et comité de lecture

C. Kulcsár, H.-F. Raynaud, C. Petit et J.-M. Conan, « Optimal AO control with NGS/LGS wave-front sensors : the multirate case », congrès SPIE Astronomical Telescopes and Instrumentation, San Diego, juin 2010.

P. Massioni, C. Kulcsár, H.-F. Raynaud, J.-M. Conan, « Fast Computation of an Optimal Controller for Large-Scale Adaptive Optics », OSA Topical Meetings: Adaptive Optics: Methods, Analysis and Applications, juillet 2011, Toronto, Canada

M. Abbas-Turki, D. Esqueda Merino, K. Kasper, C. Durieu, Low-computational cost estimation algorithm for adaptive optics systems, Proceedings of the IFAC World Congress, Milan, Italy, 2011.

Communications internationales

G. Sivo, C. Kulcsár, H.-F. Raynaud, J.-M. Conan, C. Petit, S. Meimon, « MOAO LQG control structure for CANARY », RTC Workshop 2011, Durham, UK

J. Charton, C. Marcel, « Adaptive optics using commodity hardware and software: myths and realities », RTC Workshop 2011, Durham, UK

Communications nationales

N. Boulmerdj, M. Abbas-Turki, C. Durieu, H. Abou-Kandil, « Filtre réduit optimal : Application à l’optique adaptative », 4^èmes Journées Doctorales / Journées Nationales MACS, Marseille, France, 2011.

Articles de vulgarisation

C. Kulcsár, H.-F. Raynaud, « La révolution de l’optique adaptative : déformer des miroirs pour mieux voir l’univers », La gazette de la recherche, Université Paris 13.