Thèse Instrumentation Spatiale pour une Mesure Radiométrique Fiable de la Lune H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Géosciences, climat, environnement et planètes École doctorale : Sciences de l'Environnement d'Ile-de-France Laboratoire de recherche : Géosciences Paris Saclay Direction de la thèse : Frédéric SCHMIDT ORCID 0000000228576621 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-11T23:59:59 La mission Máni vient d'être sélectionnée par l'ESA en décembre 2025 pour explorer la surface lunaire. Cette mission sera la première à utiliser une approche cartographique photoclinométrique multi-angulaire pour cartographier les régions d'intérêt de la surface lunaire. Elle vise à acquérir les images orbitales de la surface lunaire (jusqu'à 20 cm/pixel) avec la plus haute résolution possible, y compris les régions polaires, dans une large gamme de géométries d'observation. Le consortium Máni est dirigé par l'université de Copenhague et le lancement est prévu pour 2029. GEOPS (F. Schmidt, F. Andrieu) contribuera en développant le pipeline scientifique pour l'analyse photométrique. Scanway S.A (Michal Zieba) concevra et construira le télescope et le système de caméra.
L'objectif de la thèse est de construire un instrument de laboratoire analogue à Máni et d'établir un étalonnage précis des instruments au sol et de Máni pour pouvoir effectuer une mesure radiométrique précise. Le second objectif est de déterminer la microtexture des roches sur des échantillons analogues. La mission Máni vient d'être sélectionnée par l'ESA en décembre 2025 pour explorer la surface lunaire. Cette mission sera la première à utiliser une approche cartographique photoclinométrique multi-angulaire pour cartographier les régions d'intérêt de la surface lunaire. Elle vise à acquérir les images orbitales de la surface lunaire (jusqu'à 20 cm/pixel) avec la plus haute résolution possible, y compris les régions polaires, dans une large gamme de géométries d'observation. Le consortium Máni est dirigé par l'université de Copenhague et le lancement est prévu pour 2029. GEOPS (F. Schmidt, F. Andrieu) contribuera en développant le pipeline scientifique pour l'analyse photométrique. Scanway S.A (Michal Zieba) concevra et construira le télescope et le système de caméra.
À partir des images, nous produirons des cartes détaillées de la topographie et des propriétés de réflectance avec une résolution de 20 cm/pixel. De plus, grâce à des analyses photométriques, nous fournirons des informations sous-pixel sur les propriétés de la surface à l'échelle du m. Grâce à la nature probabiliste du nouveau traitement des données utilisé, les produits de données de la mission seront tous accompagnés d'une mesure de leur niveau de confiance. Cela signifie que les futures missions au sol pourront sélectionner, par exemple, des sites d'atterrissage qui répondront à des exigences fortes sur les pentes et l'absence de débris, afin de limiter le risque d'échec. L'objectif du projet de doctorat est de préparer la mission Máni.
Le premier objectif est de construire un instrument de laboratoire au GEOPS doté de capacités multi-angulaires pour mesurer la lumière réfléchie par l'échantillon. Ce type d'instrument n'est pas disponible sur le marché et doit être construit. Cet instrument permettra de caractériser le comportement photométrique de l'échantillon, qui sera ensuite utilisé pour caractériser la microtexture de l'échantillon (taille des grains, rugosité, porosité...). Cette tâche nécessite un étalonnage absolu, y compris de la géométrie et du rendement quantique du système optique/caméra. Nous visons à décrire la dépendance spectrale de la réflectance dans les longueurs d'onde visibles et proches infrarouges afin de préparer la mission Máni (influence de la dépendance spectrale sur la photométrie panchromatique), mais aussi pour comprendre l'influence de la microtexture sur le comportement spectro-photométrique.
Le deuxième objectif est d'étalonner la caméra Máni avec un haut niveau de précision afin d'obtenir les meilleurs résultats scientifiques de la mission. Cela comprend l'étalonnage radiométrique, la linéarité et l'étalonnage du champ plat. Cette tâche sera réalisée avec l'équipement disponible chez Scanway S.A. Elle bénéficiera de l'expérience acquise dans le cadre du premier objectif sur un instrument de laboratoire beaucoup plus simple que l'instrument qualifié pour l'espace, mais qui repose sur le même principe.
L'objectif final est d'utiliser ces deux systèmes (instruments de laboratoire et instruments volants) pour étudier des échantillons de roches naturelles, provenant soit d'analogues en laboratoire, soit d'observations réelles de la Lune. A GEOPS, nous possédons déjà des roches prélevées dans divers champs analogues à travers le monde (telles que des roches volcaniques provenant de diverses îles, des roches sédimentaires, etc.). Nous planifions de valider l'analyse et de déterminer la microtexture des échantillons à distance.

Master ou école d'ingénieur avec des compétences en physique/optique et/ou en Planétologie.
Excellente communication orale et écrite en Anglais scientifique.