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Vers la radiodétection autonome des rayons cosmiques de très haute énergie
Garcon T.
Thèses. Université de Nantes (16/12/2010), Pascal Lautridou (Dir.)
[oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00562591] - http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00562591
Vers la radiodétection autonome des rayons cosmiques de très haute énergie
Thibault Garcon ()1
1 :  SUBATECH - Laboratoire SUBATECH Nantes
http://www-subatech.in2p3.fr/
CNRS : UMR6457 – IN2P3 – Université de Nantes – École Nationale Supérieure des Mines - Nantes
4, rue Alfred Kastler - 44070 Nantes Cedex 03
France
Towards autonomous radio detection of ultra high energy cosmic rays
Thèses
16/12/2010
Étudiée pour la première fois dans les années 60, la technique de radiodétection des gerbes atmosphériques montra des résultats prometteurs mais limités par les capacités techniques de l'époque. H.R.Allan synthétisa alors l'ensemble des connaissances dans une revue extensive dont les conclusions et les prédictions font encore référence aujourd'hui. L'expérience CODALEMA a été conçue en 2001 à l'observatoire de Nançay, d'abord comme un démonstrateur de la faisabilité de la technique de radiodétection des rayons cosmiques. Modifiée en profondeur en 2005, elle a permis de mettre en place une première corrélation en énergie et de prouver sans ambiguïté la prépondérance du champ magnétique terrestre dans l'émission radio de la gerbe. Le passage à de grandes surfaces de détection est la prochaine étape du développement de la technique. L'autonomie des détecteurs devient alors un élément crucial. Précédée de prototypes de tests installés en 2006 au sein de l'observatoire Pierre Auger, une nouvelle génération de détecteurs a depuis été développée et ses résultats sont détaillés. Cette thèse traite également des différentes problématiques liées à la technique de radiodétection : réponse d'antenne, sensibilité, impact de l'environnement, surveillance d'une expérience à grande échelle. La détermination, indépendamment d'un autre détecteur, des caractéristiques de la gerbe est discutée notamment la distribution latérale, la corrélation en énergie et la composition en fréquence du signal radio.
The radiodetection of extensive air showers, investigated for the first time in the 1960's, obtained promising results but plagued by the technical limitations. At that time, H.R. Allan summed up the state of the art in an extensive review article whose conclusions and predictions are still used today. Set up in 2001 at the Nancay Observatory, the CODALEMA experiment was built first as a demonstrator and successfully showed the feasibility of the radiodetection of extensive air showers. Radically modified in 2005, it allowed to obtain a clear energy correlation, and put in evidence an unambiguous signature of the geomagnetic origin of the electric field emission process associated to the air shower. The switch towards large areas is the next step of the technique's development. Therefore, the autonomy of the detectors becomes essential. After test prototypes installed in 2006 at the Pierre Auger Observatory, a generation of new autonomous detectors was developed. Their first results will be presented. This work is also dedicated to the issues related to the radiodetection technique : the antenna response, the sensitivity, the surrounding effects, the monitoring of a big array. The determination of the shower characteristics independently of other detectors such as the lateral distribution, the energy correlation and the frequency spectrum of the radio transient will be discussed.
Physique/Astrophysique/Cosmologie et astrophysique extra-galactique
CODALEMA

Université de Nantes
Molécules, Matières et Matériaux en Pays de Loire (3MPL)
physique subatomique et astroparticules
Français

Pascal Lautridou
pascal.lautridou@subatech.in2p3.fr
Eric Plagnol (Président)
José Busto (Rapporteur)
Marcel Urban (Rapporteur)
Eric Gérard (Examinateur)
Pascal Lautridou (Directeur)
Lilian Martin (Co-encadrant)

Rayon cosmique - Antenne - Gerbe atmosphérique - Station autonome - CODALEMA - AUGER - Radiodétection
Cosmic ray -Antenna - Air shower - Autonomous station - CODALEMA - AUGER - Radiodetection
16/12/2010
Université de Nantes
Molécules, Matières et Matériaux en Pays de Loire (3MPL)
physique subatomique et astroparticules
Pascal Lautridou
Eric Plagnol (Président)
José Busto (Rapporteur)
Marcel Urban (Rapporteur)
Eric Gérard (Examinateur)
Pascal Lautridou (Directeur)
Lilian Martin (Co-encadrant)
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