AOUDIA Sofiane - Université Abderrahmane Mira

Curriculum Vitae
AOUDIA Sofiane
Septembre 2016
AOUDIA Sofiane
TABLE
Table des matières
1 CURRICULUM VITAE
1.1 Position actuelle . . . . . . .
1.2 Dernière position . . . . . . .
1.3 Etudes et emplois . . . . . . .
1.4 Affiliations : . . . . . . . . . .
1.5 Connaissances informatiques :
1.6 Langues : . . . . . . . . . . .
1.7 Loisirs : . . . . . . . . . . . .
2
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
LISTE DES PUBLICATIONS
2.1 Publications principales . . . . . . . . . . . .
2.2 Autres travaux . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3 Publications au sein de la collaboration Virgo
2.4 Congrès et conférences . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
3
3
3
3
4
4
4
4
. . . . .
. . . . .
et LIGO
. . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
5
5
6
6
8
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
3 ACTIVITES D’ENSEIGNEMENT
3.1 Monitorat et ATER au sein du département de physique de l’université de Nice .
3.2 Vacataire au département de mathématique de l’université d’Orléans (’09) (60h
eq. TD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3 ATER à l’Observatoire de Paris-Meudon (’09) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4 Co-encadrement de thèse (’10/’14) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.5 Maitre Assistant Classe B au sein du département de physique de l’université de
Bejaia (’14/’15) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.6 Encadrement de mémoire de master (’15) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
10
10
4 THESE
12
5 TRAVAUX DE RECHERCHE
5.1 La force propre gravitationnelle .
5.2 Optimisation du détecteur Virgo
5.3 Projet Einstein Télescope . . . .
5.4 Analyse de donnée d’eLISA-NGO
5.5 Développement de codes . . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
2
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
9
9
11
11
13
13
14
15
15
16
AOUDIA Sofiane
CURRICULUM VITAE
1
CURRICULUM VITAE
Sofiane AOUDIA
Adresse : Bd Cl Amirouche. Bât : A
06000 Béjaia (Algérie)
Adresse mail : [email protected]
s a @hotmail.fr
1.1
Position actuelle
Maitre de Conférence Classe A
Département de Physique
Faculté des Sciences Exactes
Université Abderrahmane Mira de Béjaı̈a
1.2
Dernière position
Post-Doc, Albert Einstein Institute, Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, Golm, Allemagne (dir. : B. Schutz)
Sujet : Design and coding of data analysis algorithm for LISA
Financement : DFG (gouvernement allemand), subvention SFB/TR 7
1.3
Etudes et emplois
: Habilitation Universitaire, Université de Béjaia, Algérie.
- 2009–2014 : Post-doc, AEI, Golm (Potsdam), Allemagne
- 2009
: ATER au laboratoire LUTH, Observatoire de Paris-Meudon.
- 2016
- 2008–2009 : Ingénieur de recherche au laboratoire LPC2E, CNRS Orléans
Vacataire au département de math, Université d’Orléans.
- 2006 - 2007 : ATER de Physique au département de Physique, Université de Nice.
- 2003–2008 : Thèse au laboratoire ARTEMIS de l’Observatoire de la Côte d’Azur (dir. : C.
Nary Man).
Sujet : Capture des étoiles par les trous noirs et ondes gravitationnelles
Directeur : A. D. A. M. Spallicci, Financement : allocation ministère
3
AOUDIA Sofiane
CURRICULUM VITAE
- 2003 - 2006 : Moniteur de Physique au département de Physique, Université de Nice.
- 2002–2003 : DEA en astronomie (option : gravitation), Université de Nice (major de promotion, mention très bien)
- 2001–2002 : 1ère année magistère en physique théorique, Université de Constantine
- 2000–2001 : Maı̂trise de physique théorique, Université de Constantine (major de promotion, mention bien)
- 1997–2000 : Licence de physique, Université de Béjaia (major de promotion - mention
bien)
- 1994–1997 : Lycée Ibn Sina à Béjaia
(Baccalauréat Sciences Exactes en Juin 1997 - mention bien)
1.4
-
1.5
Affiliations :
Membre
Membre
Membre
Membre
Membre
Membre
Membre
du Laboratoire de Physique Théorique de l’Université de Béjaia.
de FIGARONET.
de LISA France-Germany.
de l’équipe scientifique et d’analyse de données d’eLISA.
de l’équipe de rédaction du ”Einstein Telescope Design Study Document”.
de l’équipe scientifique d’Einstein Télescope.
du projet Virgo.
Connaissances informatiques :
- Programmation : C++, C, python, FORTRAN 77/90.
- Traitement : Gnuplot, Mathematica, Maple, R, WIMS, JAXE.
- Communication : TEX, HTML5, CSS3.
1.6
-
1.7
-
Langues :
Kabyle : langue maternelle
Arabe : lu, parlé et écrit
Français : lu, parlé et écrit
Anglais : lu, parlé et écrit
Allemand : base
Loisirs :
Astronomie amateur
Informatique et programmation
Pêche et randonnée
Sports : jogging.
4
AOUDIA Sofiane
Publications
2
2.1
LISTE DES PUBLICATIONS
Publications principales
[1]
A. Spallicci, S. Aoudia, Perturbation method in the assessment of radiation reaction in the
capture of stars by black holes, Class. Quant. Grav. 21, S563-S572, (2004).
[2]
A. Spallicci, S. Aoudia, J. Pacheco, G. Frossati, T. Regimbau, Advanced VIRGO : detector
optimization for gravitational waves by inspiralling binaries, Class. Quant. Grav. 22 S461-S469,
(2005).
[3]
S. Aoudia, A. Spallicci, A source-free integration method for black hole perturbations and self-force
computation : Radial fall , Phys. Rev. D, 83 : 064029 (2011).
[4]
P. Ritter, A. Spallicci, S. Aoudia, S. Cordier, Fourth order indirect integration method for black
hole perturbations : even modes, Class. Quant. Grav. 28 : 134012, (2011).
[5]
ET Transversal Writing Team : M. Abernathy, F. Acernese, P. Ajith, B. Allen, P. Amaro-Seoane,
N. Andersson, S. Aoudia, P. Astone, et al. Einstein gravitational wave Telescope conceptual
design study, ET-0106C-10, (2011). https ://tds.ego-gw.it/ql/ ?c=7954.
[6]
B. Sathyaprakash, M. Abernathy, F. Acernese, P. Ajith, B. Allen, P. Amaro-Seoane, N. Andersson,
S. Aoudia, et al. Scientific Objectives of Einstein Telescope. Class. Quantum Grav. 29, 124013,
(2012).
[7]
P. Amaro-Seoane, S. Aoudia, S. Babak, P. Binétruy, E. Berti, A. Bohé, C. Caprini, M. Colpi,
N. Cornish, K. Danzmann, J-F. Dufaux, J. Gair, O. Jennrich, P. Jetzer, A. Klein, R. Lang, A. Lobo,
T. Littenberg, S. McWilliams, G. Nelemans, A. Petiteau, E. Porter, B. Schutz, A. Sesana, R. Stebbins, T. Sumner, M. Vallisneri, S. Vitale, M. Volonteri, H. Ward, Low-frequency gravitational-wave
science with eLISA/NGO, Class. Quantum Grav. 29 124016, (2012).
[8]
Members of the NGO science working team, ” Yellow Book” (2012).
ftp ://ftp.rssd.esa.int/pub/ojennric/NGO YB/NGO YB.pdf.
[9]
P. Amaro-Seoane, S. Aoudia, S. Babak, P. Binétruy, E. Berti, A. Bohé, C. Caprini, M. Colpi,
N. Cornish, K. Danzmann, J-F. Dufaux, J. Gair, O. Jennrich, P. Jetzer, A. Klein, R. Lang, A. Lobo,
T. Littenberg, S. McWilliams, G. Nelemans, A. Petiteau, E. Porter, B. Schutz, A. Sesana, R. Stebbins, T. Sumner, M. Vallisneri, S. Vitale, M. Volonteri, H. Ward, eLISA : Astrophysics and cosmology in the millihertz regime, GW Notes 6, 4-110 (2013).
[10]
The eLISA Consortium : P. Amaro Seoane, S. Aoudia, H. Audley, G. Auger, S. Babak, J.
Baker, E. Barausse, S. Barke, M. Bassan, V. Beckmann, M. B enacquista, P. L. Bender, E.
Berti, P. Binétruy, J. Bogenstahl, et al. The Gravitational Universe, submitted to the European
Space Agency on May 24th, 2013 for the L2/L3 selection of ESA’s Cosmic Vision.
[11]
A. Spallicci, P. Ritter, S. Aoudia, Self-force driven motion in curved spacetime, Int. J. Geom.
Methods Mod. Phys. 11, 1450072 (2014).
[12]
P. Ritter, S. Aoudia, A. Spallicci, Stéphane Cordier, Indirect (source-free) integration method. I.
Wave-forms from geodesic generic orbits of EMRIs, Int. J. Geom. Methods Mod. Phys.13, 1650021
(2016).
[13]
P. Ritter, S. Aoudia, A. Spallicci, Stéphane Cordier, Indirect (source-free) integration method. II.
Self-force consistent radial fall, Int. J. Geom. Methods Mod. Phys.13, 1650019 (2016).
5
AOUDIA Sofiane
[14]
Publications
A. Klein, E. Barausse, A. Sesana, A. Petiteau, E. Berti, S. Babak, J. Gair, S. Aoudia, I. Hinder,
F. Ohme, and B. Wardell, Science with the space-based interferometer eLISA : Supermassive black
hole binaries, Phys. Rev. D 93, 024003 (2016).
2.2
Autres travaux
[15]
S. Aoudia, Capture des étoiles par les trous noirs et ondes gravitationnelles, Thèse, Université de
Nice, (2008).
[16]
A. Spallicci, S. Aoudia, Self-force and motion of stars around black holes, 21ème Rencontres de
Blois : Windows on the Universe. (2009).
[17]
S. Aoudia, A. Spallicci, Self-force and radial fall : new integration method for the Zerilli wave
equation, XII Marcel Grossmann Meeting Proceedings. (2009).
[18]
A. Spallicci, S. Aoudia.,Self-force and relativistic motion of stars around black holes, Gravitation
and Fundamental Physics in Space, GPhyS ”Kick-Off ”, paper presented at Colloque, Les Houches,
France, (2009).
[19]
A. Spallicci, S. Aoudia ,Indirect integration and iterative evolution in the Regge-Wheeler gauge,
invited paper at 14th Capra Meeting on Radiation Reaction in General Relativity, Southempton,
Grande Bretagne, (2011).
[20]
S. Aoudia, S. Cordier, S. Jubertie, S. Limet, P. Ritter, A. Spallicci, Towards a self-consistent
orbital evolution for EMRIs, Astronomical Society of the Pacific. 467, (2012).
[21]
S. Aoudia, Parameter estimation of black hole binaries using hybrid waveforms LISA Symposium,
Paris (2012).
[22]
S. Aoudia pour l’Unité Formation-Enseignement de l’Observatoire de Paris,” Astronomie et Mécanique Céleste ”, http ://media4.obspm.fr/public/AMC/.
2.3
Publications au sein de la collaboration Virgo et LIGO
- Virgo status and commissioning results, Class. Q. Grav., 22, S185. (2005).
- Measurement of the seismic attenuation performance of the VIRGO superattenuator, Astrop. Phys.,
23, 557. (2005).
- The status of Virgo, Class. Q. Grav., 22, S869. gr-qc-0406123. (2005).
- Nap : a tool for noise data analysis. Application to Virgo engineering runs, Class. Q. Grav., 22,
S1041. (2005).
- A first study of environmental noise coupling to the Virgo interferometer, Class. Q. Grav., 22, S1069.
(2005).
- Testing the detection pipelines for inspirals with Virgo commissioning run C4 data, Class. Q. Grav.,
22, S1139. (2005).
- A simple line detection algorithm applied to Virgo data, Class. Q. Grav., 22, S1189. (2005).
- The status of Virgo, Class. Q. Grav., 23, S63. (2006).
- The variable finesse locking technique, Class. Q. Grav., 23, S85. (2006).
- The Virgo automatic alignment system, Class. Q. Grav., 23, S91. (2006).
6
AOUDIA Sofiane
Publications
- The status of coalescing binaries search code in Virgo, and the analysis of C5 data, Class. Q. Grav.,
23, S187. (2006).
- Testing Virgo burst detection tools on commissioning run data, Class. Q. Grav., 23, S197. (2006).
- A parallel in-time system analysis for Virgo, J. Phys. Conf. S., 32, 35. (2006).
- Environmental noise studies in Virgo, J. Phys. Conf. S., 32, 80. (2006).
- Acernese F., et al., 2006. Virgo upgrade investigations, J. Phys. Conf. S., 32, 223. (2006).
- The status of Virgo, J. Phys. Conf. Series, 39, 32. (2006).
- Length sensing and control in the Virgo gravitational wave interferometer, IEEE Trans. Instr. Meas.,
55, 1985. (2006).
- The Virgo status, Class. Q. Grav., 23, S635. (2006).
- Normal/independent noise in Virgo data, Class. Q. Grav., 23, S829. (2006).
- Virgo interferometric gravitational antenna, Opt. Las. Eng., 45, 478. (2007).
- Measurement of the optical parameters of the Virgo interferometer, Appl. Opt., 17, 3466. (2007).
- Status of Virgo detector, Class. Q. Grav., 24, S381. (2007).
- Data quality studies for burst analysis of Virgo data acquired during weekly science runs, Class. Q.
Grav., 24, S415. (2007).
- Analysis of noise line in Virgo C7 data, Class. Q. Grav., 24, S433. (2007).
- Coincidence analysis between periodic source candidates in C6 and C7 Virgo data, Class. Q. Grav.,
24, S491. (2007).
- Improving the timing precision for inspiral signals found by interferometric gravitational wave
detectors, Class. Q. Grav., 24, S617. (2007).
- Gravitational waves by gamma-ray bursts and the Virgo detector : the case of GRB 050915a, Class.
Q. Grav., 24, S671. (2007).
- Status of coalescing binaries search activities in Virgo, Class. Q. Grav., 24, 5767. (2007).
- Data acquisition system of the Virgo gravitational waves interferometric detector, IEEE Trans. Nucl,
Science, 55, 225. (2008).
- The real-time distributed control of the Virgo interfermetric detector of gravitational waves, IEEE
Trans. Nucl, Science, 55, 302. (2008).
- The status of Virgo, J. Phys. Conf. Series, 110, 062025. (2008).
- The Virgo 3 Km interferometer for gravitational wave detection, J. Opt. A : Pure & Appl., 10,
064009. (2008).
- VIRGO : a large interferometer for gravitational wave detection started its first scientific run, J.
Phys. Conf. Series, 129, 032007. (2008).
- Status of Virgo, Class. Q. Grav., 25, 114045. (2008).
- A cross-correlation method to search for gravitational wave bursts with AURIGA and Virgo, Class.
Q. Grav., 25, 114046. arXiv :0801.3801. (2008).
- Astrophysically triggered searches for gravitational waves : status and prospects, Class. Q. Grav., 25,
114051. arXiv :0802.4320. (2008).
- First joint GW search by the AURIGA-EXPLORER-NAUTILUS., Class. Q. Grav., 25, 205007.
arXiv :0710.3752. (2008).
- An upper limit on the stochastic gravitational wave background of cosmological origin. Nature 460,
990 (2009).
- Searches for gravitational waves from known pulsars with S5 LIGO data., Astrophys.J., 713, 671.
(2010).
- Virgo calibration and reconstruction of the gravitational wave strain during VSR1., J. Phys. S228,
012015. (2010).
- Predictions for the Rates of Compact Binary Coalescences Observable by Ground-based
Gravitational-wave Detectors., Class. Quant. Grav. 27, 173001. (2010).
- Search For Gravitational-wave Bursts Associated with Gamma-ray Bursts using Data from LIGO
Science Run 5 and Virgo Science Run 1., Astrophys.J., 715, 1438. (2010).
- Sensitivity to Gravitational Waves from Compact Binary Coalescences Achieved during LIGO’s Fifth
and Virgo’s First Science Run., The Astrophys.J., 715, 1453. (2010).
7
AOUDIA Sofiane
2.4
-
Publications
Congrès et conférences
Conf. on Gravitational Waves, 6-11 July 2003, Tirrenia (Pisa).
8th Capra meeting on radiation reaction, 11-14 July 2005, Oxford.
Réunion LISA France, 5-6 October 2005, Nice.
GREX 2005, Gravitation et Expérience, 12-14 October 2005, Paris.
Réunion LISA France, 26-27 February 2009, Institut d’Astrophysique de Paris.
The third annual workshop of the ET project, 23-24 November, 2010. Budapest.
ET face to face meeting, 23-24 February 2010. Amsterdam.
ET Transversal Writing Team Meeting, 24 March 2010. Amsterdam.
ET face to face meeting,1-2 September 2010. Nice.
ET Transversal Writing Team meeting, February 24th-25th, 2011. Nikhef (Amsterdam)/
9th LISA Symposium, 21-25 May 2012. Paris.
Amaldi10-GR20, 7-13 July 2013. Warsaw.
8
AOUDIA Sofiane
ENSEIGNEMENT
3
3.1
ACTIVITES D’ENSEIGNEMENT
Monitorat et ATER au sein du département de physique de l’université
de Nice
Entre 2003 et 2007, j’ai bénéficié d’une formation de moniteur puis d’un ATER d’une année
au sein du département de physique de l’université de Nice Sophia-Antipolis comptabilisant un
volume horaire total de 288h eq. TD . Cette expérience m’a été très bénéfique sur le plan
pédagogique. Elle m’a permis de travailler avec une équipe d’enseignants très motivés qui ont su
me transmettre leur amour pour l’enseignement et me permettre d’acquérir une bonne aptitude
d’interaction avec mes étudiants.
TP de Physique - 1ère Année Sciences de la Vie (’03/’04 : 27h30 eq. TP)
Cette série de TP est associé au cours de physique de L1SV et contient les manipulations
suivantes : Spectroscopie. Pont de Wheatstone. Loi d’Ohm. Lentilles minces. Interférences et
diffraction. Oscilloscope. Mécanique des fluides - Tensions superficielles. Mécanique de fluides Viscosité.
TP de Mécanique (’03/’04 : 39h eq. TP - ’04/’05 : 39h eq. TP - ’05/’06 : 36h eq. TP)
Cette série de TP est associées au cours de physique générale de L1MP, L1MI et L1SM. Elle
contient les expériences suivantes : Etude expérimentale de la rotation. Dynamique d’un système
à un ou deux corps. Diagramme d’énergie. Oscillateur harmonique et amorti.
TD WIMS de Mécanique (’04/’05 : 21h eq. TD - ’05/’06 : 27h eq TD)
Consiste en une série d’exercices interactifs sous forme de QCM que j’ai même appris à programmer avec WIMS. Il est associé au cours de physique générale de L1MP, L1MI, L1SM et
contient les chapitres suivants : Les vecteurs. Lois de Newton. Trajectoire d’un mobile. Energie
mécanique. Oscillateurs.
TP de Physique Expérimentale (’03/’04 : 30h eq. TP - ’04/’05 : 21h eq. TP)
Cette série est associée aux cours de physique quantique, électromagnétisme et thermodynamique des deux semestres de L2SM et L2MP. Elle contient les six expériences dont la liste
est décrite ci-dessous : La lumière. Les matériaux. L’expérience de Franck et Hertz. Mesures
optiques. Le photon. Le module thermoélectrique.
TD de préparation aux TP de Physique Expérimentale (’04/’05 : 1h30 eq TD)
A chaque expérience du TP physique expérimentale est associée une séance de TD appelée
« préparation TP », où l’enseignant est sensé introduire théoriquement le contenu de la manipulation. L’intitulé du TD que j’ai assuré est : Expérience de Franck et Hertz.
TP de Mécanique Quantique (’05/’06 : 12h eq. TP)
Ces TP sont associés au cours de Mécanique Quantique de L2SM et L3P Mécanique QuantiqueII. Il contient les expériences suivantes : Le photon - Effet photoélectrique. Le photon - Corps
noir. L’expérience de Franck et Hertz - Tube Hg. L’expérience de Franck et Hertz - Tube Ne.
Les matériaux semi-conducteurs.
9
AOUDIA Sofiane
ENSEIGNEMENT
Animation de l’exposition Mouvement (’03/’04 : 12h eq. TP)
L’exposition Mouvement est une série d’expériences interactives réalisées par le laboratoire
Robert Hooke de l’université de Nice. Elle propose une riche sélection d’expériences accessibles à
un public très large afin d’inciter la curiosité sur des phénomènes de la vie courante liés à toute
sorte de mouvements, allant des plus simples aux plus complexes.
Thèmes abordés : Fontaine chaotique. Le cône de Hooke-Newton. Brisure de symétrie. Cône
incliné. Le moment angulaire. Le pendule cycloı̈dal. Rupture d’équilibre. Résonance. Le centre
de gravite. La conservation du mouvement. Expérience caustique - orbitale. Plan incliné de Galilée. Emergence du chaos à deux degrés de liberte. Le pendule de Foucault.
Animation de l’exposition Mosaı̈que de la Physique (’05/’06 : 12h eq. TP)
Mosaı̈que de la Physique est une exposition interactive qui propose une trentaine d’expériences étonnantes où le visiteur est poussé à mettre sa main à la pâte. Accessibles à tous, elles
offrent un large panorama de la physique des cinquante dernières années ainsi que ses applications. Ces expériences sont une initiation au raisonnement scientifique. Elles incitent le visiteur
à réfléchir, à formuler des hypothèses, à les expérimenter avant de tirer ses conclusions.
Thèmes abordés : Matériaux magnétiques. Matériaux granulaires. Ondes et chaos. Fractales
et dynamique. Sous le microscope. L’univers. Tornade et cyclone. Solitons et mascarets. Avalanches. Lumières et interférences.
3.2
Vacataire au département de mathématique de l’université d’Orléans
(’09) (60h eq. TD)
J’ai eu la responsabilité d’encadrer deux cours d’initiation à la programmation scientifique
(Maple et Latex) pour des étudiants de L1 (option : Math-Info). Ce genre d’enseignement nécessite une bonne implication de l’enseignant afin de pouvoir gérer la disparité du niveau de
programmation informatique des différents étudiants.
3.3
ATER à l’Observatoire de Paris-Meudon (’09)
J’ai eu la responsabilité de mettre en place deux cours en ligne destinés à une formation à
distance en astrophysique proposée par l’Observatoire de Paris-Meudon [22]. Les deux cours en
question avaient comme objet d’initier le lecteur aux modèles d’univers, et à celui de la gravitation universelle par une série de petits paragraphes soigneusement rédigés pour être à la portée
d’une large gamme de lecteurs tout en étant enrichis par une série de définitions, de schémas
explicatifs et de QCM.
Animation de l’exposition fête des mathématiques (’09)
Avec des collègues de l’observatoire de Paris-Meudon, nous avons eu le privilège d’animer
le stand de l’observatoire lors de l’exposition fête des mathématiques tenue l’été 2009 à l’église
St Sulpice de Paris. C’était une occasion pour entrer en contact avec les citoyens de différentes
tranches d’âges et différents horizons ainsi que de partager avec eux cette passion pour les deux
plus vieilles sciences de l’histoire de l’humanité à savoir les mathématiques et l’astronomie.
3.4
Co-encadrement de thèse (’10/’14)
Depuis 2010, je participe à l’encadrement de la thèse de Patxi Ritter, en collaboration avec
A. Spallicci et S. Cordier. Le sujet de la thèse consiste à l’amélioration de la précision sur le
calcul de la force propre gravitationnelle ainsi qu’au développement d’une nouvelle technique
10
AOUDIA Sofiane
ENSEIGNEMENT
qui permettrait l’intégration instantanée de l’effet de cette force sur le mouvement des astres au
voisinage des trous noirs super-massifs.
3.5
Maitre Assistant Classe B au sein du département de physique de l’université de Bejaia (’14/’15)
TP de Physique 1 - 1ère Année Sciences de la Matière (’14/’15)
Cette série de TP est associé au cours de physique 1 de L1SM et contient les manipulations
suivantes : Chute libre. Pendule simple. Force centrifuge. Pendule élastique.
TP de Physique 2 - 1ère Année Sciences de la Matière (’14/’15)
Cette série de TP est associé au cours de physique 1 de L1SM et contient les manipulations
suivantes : Pont de Wheatstone. Circuit RC. Circuit RLC.
TP d’Optique - 2ème Année de Licence de Physique (’14/’15)
Cette série de TP est associé au cours d’optique de L2 Physique et contient les manipulations suivantes : Dispersion de la lumière. Diffraction de la lumière. Les anneaux de Newton.
Interférence sur le miroir et le bi-prisme de Fresnel. .
TP d’Thermodynamique - 2ème Année de Licence de Physique (’14/’15)
Cette série de TP est associé au cours de Thermodynamique de L2 Physique et contient
les manipulations suivantes : Détermination des chaleurs massiques des métaux et enthalpie de
fusion de la glace. Dilatation thermique des métaux. Loi des gaz parfaits. Détermination des
conductivités thermiques des métaux. Détermination de la capacité calorifique des liquides.
Cours et TD de Physique 1 Durant l’année universitaire 2015-2016, j’ai pris en charge
une section de Licence 1 Sciences de la Matière, où j’étais à la fois le chargé du cours de la
matière Physique 1 (Mécanique du Point) ainsi que le chargé de TD de trois groupes dans la
même matière.
Cours et TD de Physique 2 Durant la même année universitaire 2015-2016, j’étais aussi
le chargé de cours de la matière Physique 2 (Electricité) de Licence 1 Sciences de la Matière
ainsi que le chargé de TD de trois groupes dans la même matière.
3.6
Encadrement de mémoire de master (’15)
En 2015, J’ai encadré le mémoire de master de Nabil Mahdaoui, Le sujet du mémoire portait
sur l’étude du mouvement à deux corps en relativité générale.
11
AOUDIA Sofiane
THESE
4
THESE
Titre : Capture of Stars by Black Holes and Gravitational Waves.
Date : 5 December 2008.
Mention : Mention très honorable (plus haute mention).
Institution : Université de Nice-Sophia Antipolis, France.
Superviseur : A.D.A.M. Spallicci.
Jury : M.T. Jaekel, A. Tartaglia (Rapporteurs), J. de Freitas Pacheco, G. Esposito-Farese, P.
Grandclement, J.-Y. Vinet, A.D.A.M. Spallicci.
Résumé : Un des problème classique de la relativité générale est celui de la rétroaction gravitationnelle. Ce phénomène est d’un grand intérêt pour le succès de la détection des ondes
gravitationnelles émises lors de la capture d’étoiles par des trous noirs super-massifs. La rétroaction gravitationnelle résulte de la perturbation de l’espace-temps de fond par la capture d’une
étoile (une particule) et peut être interprétée comme l’action d’une force propre sur la particule
causant ainsi la déviation de celle-ci de son mouvement géodésique. Le cas de la chute radiale
est intéressant non seulement pour la complexité de sa physique dû au fait qu’il est de caractère
non-adiabatique mais aussi parce qu’il reproduit le plongeant final qui caractérise la dernière
étape de n’importe quel type de capture.
Ma thèse était dédiée au calcul numérique et analytique de la force propre gravitationnelle
dans le cas de la chute radiale d’un petit trou noir dans la géométrie d’un trou noir super-massif
de Schwarzschild.
Résultats scientifiques obtenus durant la thèse
— Détermination des paramètres de régularisation par le mode-sum et par le biais de la
fonction zeta et confirmation des résultats déjà existants.
— Développement d’un code numérique, dans le domaine temporel, pour la résolution des
équations de Regge-Wheeler-Zerilli.
— Comparaison entre les approches ”pragmatique” et ”force propre” et étude de l’effet de la
déviation géodésique lors de l’évolution orbitale.
— Extension de la régularisation par la fonction zeta de Riemann-Hurwits à des ordres plus
élevés [1].
— Analyse de la continuité des fonctions de perturbation dans la jauge de Regge-Wheeler.
— Determination des corrections à apporter aux formes d’ondes quand les effets de la retroaction gravitationnelle sont pris en compte.
— Proposition de nouvelles stratégies pour le développement du détecteur d’ondes gravitationnelles Virgo afin de maximiser la détection des binaires formées d’étoiles à neutrons
[2].
12
AOUDIA Sofiane
RECHERCHE
5
5.1
TRAVAUX DE RECHERCHE
La force propre gravitationnelle
Le mouvement libre (soumis uniquement au champ gravitationnel) dans un espace-temps
courbe est un phénomène non-linéaire des plus complexes. Selon la théorie de la relativité générale
d’Einstein, la gravitation n’est plus une force mais plutôt une manifestation de la courbure de
l’espace-temps produite par la distribution de toute forme d’énergie. Cette définition traduit une
forte liaison entre le mouvement (changement dans la distribution d’énergie) et sa cause présumée
(courbure de l’espace-temps) régit quant à elle par cette même distribution. En d’autres termes,
la courbure de l’espace-temps fait que les objets se mettent en mouvement, dit géodésique, mais
dès que ces corps bougent, ils changent la distribution de l’énergie et du même coups la courbure
de l’espace-temps, perturbant ainsi leur propre mouvement. Ces perturbations du mouvement,
causées par le mouvement lui-même, sont décrites en relativité générale par l’action d’une force
supplémentaire appelée la force propre ou la force de rétroaction gravitationnelle.
L’étude d’un tel mouvement nécessite la résolution des dix équations aux dérivées partielles
non-linéaire d’Einstein. Malheureusement, ces solutions ne sont disponibles que pour des cas
particuliers : solution Post-Newtonienne (PN) dans la limite des champs faibles, solution numérique (NR) dans le cas du mouvement de deux corps de masses comparables et limitée (par le
manque de ressources numériques) aux derniers instants avant leur collision, solution linéaire
limitée aux cas à rapports de masse extrêmes ou intermédiaires (EMRI/IMRI).
Les EMRI ou IMRI sont des sources d’ondes gravitationnelles très énergétiques. Elles sont de
ce fait considérées comme étant des sources très potentielles pour les futurs détecteurs tels que
eLISA-NGO ou ET. Toutefois leur détection (séparation de leur signal du bruit des détecteurs)
nécessite de connaitre avec une grande précision l’orbite de la binaire. Ce qui se traduit par la
nécessité d’inclure l’effet de la force propre gravitationnelle dans la génération des banques de
gabarits pour ce genre de sources.
Dans ce dernier cas, on considère le mouvement d’un trou noir de Schwarzschild (TN) de
petite masse, dans le champ gravitationnel d’un TN super-massif. La métrique totale de l’espacetemps est ainsi donnée par gab = gab + hab . Où gab est la métrique de l’espace-temps induite
par la présence du TN super-massif, et hab (hab gab ) sont des perturbations de la métrique
introduites par la présence et le mouvement du petit TN. Le calcul de la force propre revient
à trouver les expressions des perturbations hab en fonction du temps au voisinage du petit TN
ainsi que leur dérivées premières et multiples par rapport au temps et aux coordonnées spatiales.
En remplaçant la métrique gab dans les équations d’Einstein, puis par un choix judicieux de
jauge et une décomposition en harmoniques sphériques, on arrive à linéairiser le système d’équations tout en le réduisant à uniquement deux équations complètement découplées et invariantes
de jauges. Les deux équations résultantes sont de type Schrodinger. Elle sont connues sous le
nom des équations de Regge-Wheeler (RW) et Zerilli-Moncrief (ZM) et ont la forme suivante :
− ∂t2 ψ(t, r) + ∂r2∗ ψ(t, r) − V (r) ψ(t, r) = S(t, r)
où la coordonnée tortoise est définie par r∗ = r + 2M ln|r/2M − 1| en utilisant les
conventions : G = c = 1. ψ(t, r) est la fonction d’onde de RW ou de ZM définie par une
combinaison des perturbations hab et leurs dérivées.
13
(1)
AOUDIA Sofiane
RECHERCHE
La particularité des équations de RW et ZM se manifeste par la présence dans le terme de
source de la distribution δ de Dirac ainsi que sa dérivée. Leur résolution nécessite un traitement
numérique très particulier. Durant ces dernières année j’ai pu développer une méthode originale
pour l’intégration de ces équations en tenant compte des conditions de saut de la fonction
d’onde ψ(t, r) à la position du petit TN [3]. Cette nouvelle technique a l’avantage d’être plus
rapide et offre une meilleure précision sur la valeur de la fonction d’onde au voisinage du petit
TN. Toutefois, le calcul des différentes dérivées nécessite une précision d’ordre supérieur afin
d’éliminer tous les bruits dus aux erreurs numériques. Raison pour laquelle, en collaboration
avec S. Cordier, P. Ritter et A. Spallicci nous avons amélioré cette technique pour atteindre un
ordre 4 sur la précision de la forme d’onde et améliorer ainsi la précision des différentes dérivées
[4].
Avec ce nouveau outil, nous avons la possibilité de calculer ou plus exactement de scruter
avec une grande précision la force propre qui agit sur le petit TN durant une période orbitale ce
qui va nous aider à implémenter l’effet de la force propre durant la prochaine période [12].
Ce travail a nécessité entre autres de résoudre un problème plus fondamental et de nature
purement théorique à savoir le problème de jauge en relativité générale et celui de la régularisation des champs singuliers. En effet, afin de linéariser les équations d’Einstein, nous avons
considéré le petit TN comme étant une particule ponctuelle. De ce fait, les perturbations hab ,
introduites par la présence de notre TN-particule, sont singulières à la position de la particule.
Dans un choix particulier de jauge, jauge harmonique, il est prouvé que le champ total
S
peut être séparé en deux parties distinctes hab = hSab + hR
ab . Une partie purement singulière hab
R
qui n’exerce aucune force sur la particule et une partie purement régulière hab qui est la seule
responsable de la force propre gravitationnelle. Toutefois numériquement on ne peut calculer
que la partie totale du champ hab . La régularisation de ce champ nécessite donc un traitement
purement théorique via l’étude asymptotique de la partie singulière du champ au voisinage de
la particule et pour des modes ` des harmoniques très élevés. Nous avons donc proposé une
dérivation des paramètres de régularisation en jauge de RW. Ce calcul est basé sur l’analyse
locale de la fonction de Green, technique introduite par Barack dans le cas scalaire et en jauge
harmonique.
Nous avons donné deux résolutions possibles pour l’équation du mouvement. L’une est basée sur l’approche pragmatique, alors que la deuxième est une approche osculatrice. Le code
reproduit les résultats de l’approche pragmatique mais cette méthode est plus fidèle à l’esprit
”auto-consistant” puisqu’elle prend vraiment en compte l’action de la force propre à chaque
itération [13].
5.2
Optimisation du détecteur Virgo
Ce travail consistait à analyser les effets des différents bruits qui limitent le détecteur Virgo
puis de donner des indications sur les bandes de fréquences où la réduction du bruit sera le
plus efficace pour l’amélioration du rapport signal à bruit (SNR) [2]. Nous avons trouvé que le
plus grand gain du SNR est apporté par une réduction du bruit thermique des miroirs. Nous
avons prouvé aussi qu’une telle amélioration du SNR ferait augmenter le taux d’évènement d’un
facteur 1.5 par an. Plus encore, nous avons analysé dans l’espace 3D (bruits des pendules, bruit
des miroirs, bruit de photons) toutes les combinaisons de réduction du bruit qui permettent de
retrouver ce même résultat ce qui donne plus de choix aux ingénieurs dans la mise au point de
nouvelle stratégies qui visent à l’amélioration des performances du détecteur.
14
AOUDIA Sofiane
5.3
RECHERCHE
Projet Einstein Télescope
Einstein Télescope (ET) est la troisième génération des détecteurs d’ondes gravitationnelles.
Alors que la détection des ondes gravitationnelles est prévue par les détecteurs de deuxième
génération comme les advanced Virgo et advanced LIGO, ET, de part une amélioration de
sa sensibilité d’un facteur dix par rapport à ces derniers, sera dédié à des aspects purement
observationnels.
Afin d’atteindre une telle sensibilité, les solutions suivantes ont été proposées :
— ET sera mis ”sous terre” à une profondeur de 100 à 200 m, ce qui va permettre de réduire
considérablement le bruit sismique et améliorer ainsi la sensibilité globale du détecteur.
— Il sera composé de trois détecteurs voisins dont chacun est composé, à son tour, de deux
interféromètres. Un, opérationnel à des températures cryogéniques. Il sera dédié à la
détection des composantes basses fréquences des ondes gravitationnelles (2-40 Hz). Le
deuxième, caractérisé par la grande puissance de la lumière des lasers qui circule dans ses
cavités Fabry-Perot, sera dédié, quant à lui, à la détection de la partie haute fréquence
du signal gravitationnel.
L’étude à laquelle j’ai participé comme membre, à la fois, de l’équipe scientifique et de
l’équipe de rédaction du document final [5], avait comme objectifs de définir les besoins et les
caractéristiques des sites qui vont héberger ET, définir les éléments clés des infrastructures de
recherche, ainsi que l’estimation globale du coût et délais de sa construction.
En particulier, j’ai eu la tâche d’étudier avec L. Bosi et L. Storchi, la faisabilité de la recherche
des ondes gravitationnelles par ET du point de vue force de calcul. Nous avons établi une liste
des méthodes de recherche et d’estimation des paramètres pour les différentes sources. Pour
chacune de ces méthodes, nous avons estimé ses besoins en force de calcul. Nous avons aussi
évalué l’impact qu’auraient les futures technologies de calcul sur l’analyse de données de ET,
durant les dix prochaines années.
En outres, j’ai développé un code qui permet de calculer le nombre de gabarits que devrait
inclure la banque de données d’ET afin d’analyser les binaires coalescentes et qui permet aussi
l’estimation de l’erreur avec laquelle seront retrouvé les différents paramètres. En parallèle, j’ai
travaillé aussi en collaboration avec B. Krishnan sur l’estimation des paramètres des pulsars
détectables par ET.
5.4
Analyse de donnée d’eLISA-NGO
eLISA (evolved Laser Interferometer Space Antenna - New Gravitational Wave Observatory)
est le nom ”politiquement correct” de la version européenne du projet LISA, initialement prévue
comme une collaboration ESA/NASA avec un budget estimé à environ un milliard et demi de
dollars.
Toutefois, suite à la décision prise par la NASA, l’été 2011, de recentrer les budgets de toutes
ses missions sur le projet James Webb Space Telescope (JWST), LISA s’est vite retrouvée en
dehors des moyens financiers de l’ESA. Pour ne pas réduire à néant plus d’une décennie de travail
de plusieurs scientifiques et perdre une opportunité historique pour l’agence spatiale européenne
d’être le leader d’un véritable défi technologique et astrophysique, l’ESA a lancé un appel pour
redessiner, dans un temps record, la mission de telle sorte qu’elle s’agence avec ses moyens
budgétaires.
C’est dans ce cadre, caractérisé par une grande pression, que j’ai participé avec les membres
de l’équipe du Max Planck et celles d’autres instituts en Europe, à l’analyse, limite instantanée,
de toutes les propositions des ingénieurs de l’European Space Research and Technology Centre
(ESTEC), afin de les guider dans leurs choix et propositions.
15
AOUDIA Sofiane
RECHERCHE
J’ai donc participé à ce projet comme membre de l’équipe scientifique, chargée de la rédaction du Yellow Book [8], ainsi qu’aux réunions de travail des ingénieurs de l’ESTEC en qualité
d’observateur. En particulier, j’ai eu la tâche d’analyser, avec A. Petiteau, les données des différents prototypes proposés par les ingénieurs de l’ESTEC et faire des estimations de la précision,
que pourrait atteindre chaque configuration, sur la mesure des paramètres décrivants les binaires
coalescentes [9].
La version qui fut sélectionnée par les ingénieurs de l’ESTEC, est constituée par une constellation d’un satellite principal et deux secondaires, positionnés aux trois sommets d’un triangle
quasi-équilatéral de 1 millions de kilomètres de côté et échangeant des faisceaux laser, formant
ainsi le premier interféromètre de Michelson dans l’espace. Ce détecteur aura la tâche de scanner une large partie du spectre basses fréquences des radiations gravitationnelles (0.1 mHz 100 mHz). Ce qui nous permettrait d’étudier pour la première fois les trous noirs, les étoiles à
neutrons et nous donner des éléments clés sur la structure et l’histoire des premiers instants de
notre univers.
Avec les modèles post-newtoniens actuels, n’incluant que la partie ”spiralante” de l’histoire
de la binaire, la précision de mesure sur la position dans le ciel ainsi que sur la distance de
luminosité sont très pauvres avec eLISA-NGO. Toutefois, nous avons démontré qu’il est possible
d’améliorer ces estimations d’un facteur 4, au moins, par une meilleur modélisation de notre
phénomène, en développant une forme d’onde hybride (qui inclue aussi la coalescence ainsi que
les modes quasi-normaux). Ce derniers travail, fut le fruit d’une collaboration avec le groupe de
relativité numérique de notre institut qui nous a fourni la partie finale de l’histoire de la binaire,
là où le modèle PN n’est plus valide [14].
5.5
Développement de codes
— SFCJ2C (Self Force Computation via Jump Conditions Code) : est un code de
différence finies qui permet à la fois de calculer les formes d’ondes (à l’ordre 0, i.e. sans
tenir compte de l’action de la force propre) des EMRI à la position d’un observateur
éloigné ainsi que le calcul de la force propre à la position de la particule, ce en tenant
compte des conditions de sauts de la forme d’onde ainsi que ses différentes dérivées à la
position du petit TN.
— ETNoTC (Einstein Telescope Number of Templates Code) : est un code qui
permet de calculer le nombre de gabarits nécessaire à la recherche des paramètres des
binaires coalescentes avec ET ainsi que l’estimation de l’erreur sur les paramètres via le
calcul de l’inverse de la matrice de Fisher.
— LISACode (Laser Interferometer Space Antenna Code) : est un code très complexe initialement développé par A. Petiteau, mais dont j’ai eu le privilège d’apprendre à
manipuler et même d’y apporter quelques améliorations. En particulier, j’ai pu redéfinir
les formules de passages du référentiel de la source au référentiel barycentrique ainsi que
de retravailler la paramétrisation des formes d’ondes pour qu’ils soient en accord avec la
paramétrisation de la forme d’onde hybride que nous avons récemment introduit.
16