Présentation des derniers chercheurs engagés à l'ULB
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Nicolas CHAMEL (Chercheur qualifié - 2007)

Parcours

Eté 1967, une jeune doctorante britannique, Jocelyn Bell Burnell sous la direction d'Anthony Hewish, détecte les premières étoiles à neutrons, des astres minuscules qui tournent sur eux-mêmes plusieurs centaines de fois par seconde. Une découverte fortuite qui vaudra au chercheur le prix Nobel de physique en 1974 et qui, quarante ans plus tard, passionne plus que jamais nombre de scientifiques parmi lesquels Nicolas Chamel.

Après des études de Physique à l'Université de Grenoble et une année passée à l'Université de Californie à San Diego, Nicolas Chamel obtient un DEA de Physique Théorique à Paris, puis défend une thèse de doctorat sur les étoiles à neutrons, sous la direction de Brandon Carter. Il part ensuite au Centre Nicolas Copernic de l'Académie des Sciences de Pologne à Varsovie avant de rejoindre en 2006, grâce à une Bourse Marie Curie, l'ULB où il poursuit ses recherches sur ces astres étonnants.

On recense aujourd'hui pas moins de 1700 étoiles à neutrons, résidus de l'explosion d'étoiles massives en supernovae. Les étoiles à neutrons présentent une masse similaire à celle du Soleil mais condensée dans un rayon d'à peine dix kilomètres. C'est dire si elles sont compactes ! La densité en leur centre peut atteindre plusieurs millions de milliards de fois celle de la matière ordinaire, "comme si toute la population humaine ayant vécu sur terre, soit quelque 100 milliards d'individus, était comprimée dans un dé à coudre", commente Nicolas Chamel.

La modélisation de ces étoiles, aux caractéristiques extrêmes, constitue un véritable défi. Les observations fournies par les nombreux télescopes au sol et dans l'espace apportent des informations précieuses sur les propriétés de la matière dans des conditions inaccessibles en laboratoire. Ces observations permettent également de tester les théories physiques, comme le rappelle Nicolas Chamel: "l'existence d'ondes gravitationnelles prédites par la théorie de la Relativité Générale d'Einstein a été confirmée de façon très précise par l'étude d'un système binaire d'étoiles à neutrons. Ces travaux ont été récompensés par le prix Nobel de Physique en 1993".

Pendant sa thèse à l'Observatoire de Paris-Meudon, le chercheur étudie la dynamique de ces astres compacts: il développe un formalisme permettant de décrire un mélange de plusieurs fluides et établit les équations qui régissent leur écoulement. Par la suite, ces recherches l'amènent à se consacrer à l'étude microscopique des interactions entre ces fluides. Nicolas Chamel concentre aujourd'hui ses efforts sur l'écorce des étoiles à neutrons, en tentant de déterminer sa structure, sa composition et ses différentes propriétés.

Si elle représente une faible partie de la masse de l'étoile, l'écorce n'en joue pas moins un rôle majeur: pour comprendre des manifestations à sa surface aussi diverses que des éruptions volcaniques, des explosions thermonucléaires, la formation de montagnes ou des tremblements de terre, il faut préalablement connaître les caractéristiques de cette écorce. "Un de nos objectifs est notamment de mieux comprendre les propriétés des couches profondes de l'écorce qui abritent un océan souterrain de neutrons. Les neutrons jouent ici un rôle analogue aux électrons dans un métal ordinaire. L'étude de ces cristaux neutroniques ouvre de nombreuses perspectives de recherches", souligne Nicolas Chamel.

Le chercheur élabore des modèles réalistes de l'écorce des étoiles à neutrons en appliquant à l'échelle nucléaire des techniques issues de la physique du solide. Ces recherches apporteront les outils nécessaires à de nombreux scientifiques pour l'interprétation des observations. Parce que, c'est une originalité de ce thème de recherche, les étoiles à neutrons intéressent une communauté scientifique pluridisciplinaire. "Etudier ces étoiles nécessite de réunir des compétences multiples, tant en physique des particules qu'en relativité générale en passant par la physique des plasmas et la matière condensée par exemple. Il est donc primordial de favoriser la communication entre ces différents groupes de recherche", explique Nicolas Chamel qui participe activement à ce rapprochement, "Les étoiles à neutrons nous obligent à croiser notre expertise: c'est très stimulant!".

Contacts

Nicolas CHAMEL

Faculté des Sciences

tel 02 650 3572, fax 02 650 4226,

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