Pulsars millisecondes et métrologie du temps

Millisecond pulsars and time metrologyAprès avoir été définie et réalisée au cours des siècles par les astronomes, la mesure du temps est devenue, en 1964, la responsabilité des physiciens qui, grâce aux horloges atomiques, fabriquent des références de temps extrêmement stables et génèrent l'unité de temps du système international. Cependant, après la découverte en 1982 par Backer des pulsars millisecondes, il apparut que la mesure du temps pourrait redevenir une affaire d'astronomes. La stabilité à long terme de ces pulsars et en particulier de PSR1937+21 semblait en effet équivalente et même meilleure que celle des meilleures horloges atomiques dans le monde. Dans ces conditions, une échelle de temps basée sur la rotation des pulsars millisecondes pouvait-elle remplacer le TAI ? Cette thèse est plus particulièrement consacrée à l'étude des possibilités offertes par les pulsars millisecondes en métrologie du temps. Ce travail s'appuie sur des données d'horloges atomiques ou de références de temps, et sur les datations de signaux pulsars effectuées à l'Observatoire de Paris, auquel est rattaché la station de radioastronomie de Nancay. Il est bien connu, depuis plusieurs années, que l'ajustement des paramètres d'un pulsar absorbe tous les bruits à basses fréquences présent dans les résidus de chronométrage. Les courbes de stabilité, à cause de cet ajustement, sont donc encore probablement biaisées à long terme (quelques années). L'hypothèse la plus communément admise concernant PSR1937+21 est que sa courbe de stabilité continue de montrer un bruit a hautes fréquences même pour les longues périodes d'échantillonnage. Cependant, rien ne s'oppose actuellement au fait que, sur de telles périodes, et lorsque l'ajustement des paramètres n'introduira plus aucun biais dans le calcul de la stabilité, celle-ci exhibe plutôt un bruit a basses fréquences. C'est l'hypothèse de travail qui est retenue ici. Si elle s'avère exacte, et en admettant que la stabilité de PSR1937+21 soit représentative de celle de l'ensemble des pulsars millisecondes, la métrologie du temps ne pourrait plus être considérée comme un des objectifs scientifiques du chronométrage des pulsars. Cette thèse tente également de montrer que les incertitudes actuelles des paramètres de PSR1937+21 sont des incertitudes de types A et qu'aucune détermination des incertitudes de type B, qui conduiraient à la détermination de l'exactitude des paramètres, n'a jamais été effectuée