Polarimètre gamma, DSSD, Calorimètre, SiPM, Idef-X, COMPOL, COMCUBE

Dans cet ouvrage, je présente la contribution au développement de deux polarimètres Compton. Le premier projet, COMPOL, est une future mission nano-satellite dédiée à l'observation continue d'une source astrophysique, Cygnus X-1. Le second polarimètre, COMCUBE, est dédié au suivi du ciel transitoire et à la mesure de polarisation des sursauts gamma. COMPOL est un polarimètre constitué d'un calorimètre en CeBr3 et une matrice SDD. Un premier test de l'instrument sera effectué en fabriquant un prototype à taille réduite et en le plaçant sur la Station Spatiale Internationale. Ce premier prototype servira de mission de validation en orbite et, même s'il n'est pas clair que l'environnement radiatif de l'ISS permettra l'acquisition des données scientifiques, il nous permettra de valider un certain nombre de choix technologiques. Lors de ma thèse j'étais responsable de la conception et de la fabrication du calorimètre COMPOL, qui met en œuvre une lecture optique à base de SiPM, un premier test en orbite donnera un aperçu de la dégradation de la performance de l'instrument à attendre. Pendant ma thèse, j'ai conçu et fabriqué un prototype du calorimètre, puis la version de vol dédié à l'ISS. J'ai effectué une campagne d'étalonnage en imagerie et en énergie afin d'évaluer ses performances. Une campagne d'étalonnage du polarimètre dans sa configuration finale est prévue à Ferrara au sein du Large Italian X-ray facility (LARIX) à l'automne. COMCUBE est un polarimètre compact, développé dans le cadre du projet européen AHEAD2020. Il est composé de 4 détecteurs, deux détecteurs a pistes double-face et deux calorimètres. J'ai conçu et fabriqué une nouvelles électronique de lecture analogique à base de circuits intégrés Idef-X, associé à des détecteurs à pistes de grande surface. C'est le premier prototype fonctionnel développé par notre équipe, une activité menée depuis plusieurs années. La capacité d'imagerie a été prouvé et une performance spectrale exceptionnelle a été obtenu sur la face p du DSSD. Le Chapitre 1 synthétise les objectifs scientifiques moteurs dans le développement de nouveaux instruments polarimètres gamma. Le Chapitre 2 suis, avec une analyse théorique des facteurs qui définissent le design et la performance de polarimètres Compton. Les Chapitres 3 et 4 sont dédiées au développements COMCUBE et COMPOL. Finalement, le Chapitre 5 présente le travail effectué afin de mettre en place une expérience de mesure de polarisation en conditions de laboratoire. Ceci est suivi par la conclusion dans le Chapitre 6.