Institut d’Astrophysique Spatiale
L'Atelier de la Création, France Culture & Composition

Intégration

En novembre et décembre 2011, j’ai obtenu de la part du Centre National d’Etudes Spatiales une résidence de travail au laboratoire d’étalonnage et de test de l’Institut d’Astrophysique Spatiale d’Orsay / CNES en vue de réaliser une pièce musicale électroacoustique : « Intégration ». La pièce a été composée avec le soutien du programme « création et imaginaire spatial » de l’Observatoire de l’Espace du CNES. L’ensemble des prises de sons utilisées pour la composition a été enregistré  à l’IAS.

« Intégration » est une plongée dans l’univers technologique de l’Institut d’Astrophysique spatial d’Orsay, un laboratoire du CNES où sont testées et calibrées les pièces de dispositifs optiques ou électroniques avant d’être « intégrés » aux satellites ou aux sondes interstellaires. Basée sur des prises de sons électromagnétiques, la composition donne à entendre une matière sonore peu entendue puisqu’inaudible.

 

ACTUALITE 

2014 / Concert

01 Avril 2014, Festival PiedNu, Le Havre, création Française.

 

2013 / Radio

« Intégration à l’IAS » est la version radiophonique rassemblant une partie de la musique et surtout de nombreux témoignages des techniciens.

 L’émission est diffusée depuis le 26 décembre 2013.

 

2012 / Concert

Une première version de la pièce « Intégration » a été présentée en public le Samedi 24 Mars 2012, dans le cadre du Festival SIDÉRATION « Festival 2012 des Imaginaires spatiaux » de l’Observatoire de l’Espace du CNES au siège du Centre National d’Etudes Spatiales, 2, place Maurice Quentin à Paris.

 

 

L’activité industrielle et la musique : Une démarche sur le long terme

Depuis le début de mon parcours musical, je considère l’activité industrielle comme une source importante de matières propres à la composition. Ce projet s’inscrit dans une continuité de réalisations qui compte déjà un grand nombre de pièces dont certaines ont été réalisées en CD, des émissions pour France Culture, une trentaine de spectacles « Pied d’âne », en explorant tant la grande industrie comme Esso, Alstom Grenoble, qu’une modeste scierie artisanale… J’ai également travaillé dans le milieu de la recherche auprès de naturalistes, dans la réserve ONF sous cloche de Merlimont (2010).

 

Genèse

La pièce a été composée avec le soutien du programme « création et imaginaire spatial » de l’Observatoire de l’Espace du CNES au cours d’une résidence à l’IAS. L’ensemble des prises de sons utilisées pour la composition a été réalisé au laboratoire d’étalonnage et de test de l’Institut d’Astrophysique Spatiale du CNES en novembre et décembre 2011. Ces tests consistent à recréer certaines conditions propres aux milieux spatiaux : variations de pression (vide), température, vibration ; auxquelles peuvent être confrontés les instruments d’astrophysique. « Le travail réalisé représente sans doute une première mondiale d’approche sonore de ce type de laboratoires » selon les propres mots du CNES.

Intégration

La musique consiste en une plongée onirique dans l’univers que j’ai découvert à l’IAS. Si tous les sons sont très prosaïques, issus du travail des techniciens, mon travail de musicien, en les sélectionnant, en les assemblant, en les mixant les transmute en musique. La composition reprend métaphoriquement l’image d’un décollage ou plutôt d’une fuite en avant dans l’espace, un glissement vers l’infini. La forme n’a pas été d’emblée décidée abstraitement, mais ce sont des sons glanés à l’IAS que la forme musicale s’est imposée petit à petit.

 

 

 

Intégration d'une pièce dans une cuve de test. Photo Eric Cordier

Intégration d’une pièce dans une cuve de test. Photo Eric Cordier

 

Le laboratoire d’étalonnage et de test de l’Institut Astrophysique Spatiale : IAS 

Repérage et périodes de travail

Le travail a débuté le 28 juillet 2011 par un repérage à l’Institut d’Astrophysique Spatiale. Son objectif était de me présenter, en compagnie de Jacques André de l’Observatoire de l’espace du CNES, les activités du laboratoire d’étalonnage et de test de l’I A S. Pour cette visite André Chardin, le responsable de la station d’étalonnage, a accepté de nous expliquer les activités et de nous guider dans les différentes zones du laboratoire. La visite devait nous permettre d’évaluer le potentiel sonore tout en nous détaillant la nature des activités qui s’y déroulaient, mais dès cette visite, j’enregistrais les explications autant que de nombreux sons dans les interstices de la conversation.

Dans un second temps, les périodes de prise de son se sont étalées sur novembre et décembre 2011, puis en septembre 2013, pas en continu, mais en fonction des changements d’activités rythmant l’IAS. La pièce musicale prend en compte une grande partie des activités du centre de test. En effet, tout m’est matière, tant les moments forts que les gestes les plus humbles qui sont intervenus à l’IAS durant mon séjour.

Cuve Uranus dans le hall d’intégration de l’IAS, photo Eric Cordier

 

Présentation : La finalité du centre d’étalonnage

L’institut d’astrophysique spatiale est un centre de recherche situé sur le campus d’Orsay. Il est situé sur l’axe du cyclotron LURE, désormais désaffecté, dans la mesure où primitivement seules les particules émises par le cyclotron offraient la précision permettant la callibration des instruments. Depuis la situation a fortement changé puisque les outils de précision se sont miniaturisés et que le cyclotron n’est plus en usage.

La recherche à L’IAS est centrée sur l’étude du soleil et de la matière interstellaire, mais l’institut est doublé d’un centre technique situé à l’interface entre diverses agences spatiales et des sociétés industrielles. Ainsi, l’IAS conçoit ou reçoit en son sein des instruments répondant à des programmes spatiaux, il les teste et les étalonne.

C’est au centre d’étalonnage que j’ai plus particulièrement été invité à travailler et dont je vais vous entretenir.

Vue d’ensemble du hall d’intégration de la station d’étalonnage, photo Eric Cordier

 

La finalité du centre d’étalonnage est de soumettre les équipements spatiaux à des tests de résistance aux conditions qu’ils rencontreront dans l’espace : le vide, la chaleur, le froid absolu (2k, -271°c), aux vibrations et à leur combinaison ainsi qu’à l’étalonnage des instruments scientifiques embarqués et en fonction de ces contraintes physiques.

La nécessité est double, il s’agit tant de vérifier la résistance à ces contraintes, que la résultante de ses contraintes comme le dégazage (la faculté qu’ont les matières à laisser échapper des parties gazeuses, en l’absence de pression atmosphérique, et dont la conséquence est de perturber les dispositifs optiques). À ce titre, on peut rappeler qu’il n’est pas utilisé de matières organiques et peu de matières plastiques.

L’activité y est très diverse et je rendrais compte ici, seulement des événements phares qui ont ponctué la vie de l’IAS fin 2011 dans la mesure où mes périodes de prises de son ont été planifiées en fonction d’eux. Il y a eu  successivement l’intégration d’une roue à filtres, la réception d’un hexapode et de tests de vibrations d’une pièce optique de télescope spatial… Ces événements sont les éléments marquants du centre de test, ceux qui se démarquent de la routine et qui ont déterminé le calendrier de mes venues. Je reviendrais plus loin sur ce dont il s’agit, mais notons que ces activités m’ont imposé un calendrier très précis. L’intégration d’une pièce c’est le moment où elle est intégrée dans une des cuves en fonction des tests. C’est à la fois très précis et toujours fragile d’un point de vue du calendrier. La gestion des plannings est un des casse-tête de l’IAS. L’intégration ne dure que quelques heures, voire une journée, donc il ne me faut pas la rater, car après, atteindre le vide prend plusieurs jours de pompage une activité intéressante mais à l’évolution très lente.  Une fois le vide obtenu, les tests peuvent durer des semaines et chaque jour ressemble au précédent. En même temps, une intégration n’est jamais certaine, bien souvent, l’équipe conceptrice effectue d’ultimes vérifications ou tout simplement n’est pas prête le jour prévu pour l’intégration. Ainsi, il y a toujours de grands contrastes d’activité, entre des moments intenses et des opérations qui se comptent en jours ou en semaines. Ma chance résidait dans le fait que plusieurs équipes travaillent simultanément dans cet immense labo et que je pouvais jongler d’une activité à une autre.

 

Le cœur de l’activité de la station d’étalonnage

Je n’ai pas été en contact direct avec le cœur de l’activité scientifique, car celle-ci est multiple et changeante. Par contre, je me suis retrouvé au centre de l’activité technique de la station d’étalonnage.

L’activité la plus spécifique est de créer les conditions du vide. Le travail du centre d’étalonnage est donc centré sur ce qui est appelé les cuves à vide. Les cuves à vide sont des espèces d’énormes cocottes-minute en métal qui doivent résister à la pression atmosphérique puisqu’on va y pomper l’air jusqu’à simuler (presque) le vide sidéral. D’un point de vue sonore, le matériau principal est celui résultant du travail des pompes, avec 3 niveaux de pompage : le pompage primaire, le pompage turbomoléculaire et le pompage cryogénique.

Les pompes primaires sont installées à l’étage inférieur dans la cave immédiatement au-dessous de chaque cuve de façon à limiter les pertes dues à la distance. Même si elles sont plus sophistiquées, plus étanches, plus propres et si elles présentent parfois un double étage, elles sont similaires aux pompes que nous rencontrons dans le quotidien. Il s’agit avant tout d’un moteur qui actionne des pistons ou des membranes avec des valves. Donc, d’un point de vue sonore, il s’agit de moteurs, mais de moteurs qui ici dispensent un ronronnement particulièrement moelleux.

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Pompe Primaire enregistré en électromagnétique

 

Les 3 systèmes de pompage sont utilisés en série et leur travail s’additionne. Les pompes primaires sont situées les plus loin de la cuve (mais pas trop loin) les autres sont encore plus proches donc pas dans la cave, au rez-de-chaussée, contre les cuves elles-même.

 

Les pompes turbomoléculaires sont des pompes encore analogues aux pompes ordinaires, mais en plus complexes. Elles sont dites « sèches » en ce sens qu’elles ne recourent à aucune graisse (qui pourraient se vaporiser) ni roulement à bille (qui nécessitent des graisses) ceux-ci étant remplacés par un axe de rotation réalisé par sustentation électromagnétique.

Pompe turbomoléculaire, photo Jacques André

Pompes turbomoléculaires, photo Eric Cordier

 

Les pompes cryogéniques utilisent des charbons ou des matières spéciales qui sont refroidies par un circuit d’azote liquide. Elles viennent piéger les molécules gazeuses par condensation contre ces parois froides. La paroi est ensuite alternativement présentée vers la pompe turbomoléculaire tout en étant réchauffée à température ambiante pour être volatilisée et expulsée par le circuit turbomoléculaire, puis primaire.

Inutile de dire que tout est parfaitement étanche, toutes les failles ont été éliminées depuis longtemps. Cependant subsiste un point faible, le joint entre la cuve et le couvercle. Plus la cuve est grande, plus le joint est grand et plus les défaillances sont possibles. Pour la plus grande cuve, Jupiter, la solution a consisté à placer le joint lui-même dans un environnement sous-vide de façon à moins le solliciter. Une pompe primaire est donc dédiée au seul joint de la cuve.

Pompe cryogénique sur la cuve Jupiter d’une taille à peine inférieure à la cuve elle-même, photo Eric Cordier

 

Echelle temporelle.

Le premier pompage part toujours de l’air ambiant. Si dans le cours de l’expérience ou du test, il est nécessaire de repasser à pression normale ce n’est pas de l’air qui est envoyé dans la cuve, mais de l’azote dit « sec ». En effet, il ne faut pas injecter de la vapeur d’eau ou toutes autres vapeurs qui ont la malencontreuse faculté de se condenser sur les parois et ainsi de rendre plus long le pompage ultérieur. En effet, le temps de pompage pour atteindre le vide ne se compte bien souvent pas en heures, mais en jours, et gagner une étape est toujours appréciable. Pour la même raison, les intégrations de matériel dans les cuves se font préférentiellement en fin de semaine de façon à profiter du week-end pour effectuer les premières étapes de pompage. Seule une astreinte est donnée au technicien responsable et grâce à un dispositif électronique, il contrôle, de chez lui, si toute se passe bien. En cas de remontée de pression, une alarme le fait revenir sur son lieu de travail.

 

Cuves à vide

Les cuves à vide ont été baptisées de façon amusante avec les noms des planètes de notre système solaire, plus ou moins en fonction de leur taille. Jupiter est la cuve la plus grosse avec une ouverture latérale et non pas horizontale. Elle peut contenir des objets de la taille d’une petite voiture. Une petite exception, la cuve Sun, elle n’est pas si grosse et n’a pas été baptisée au vu de sa taille, mais au vu de sa fonction, elle est une cuve dans laquelle le vide est combiné avec la chaleur.

A gauche la cuve Uranus de taille moyenne et à droite la cuve Jupiter, photo Eric Cordier

 

Jupiter, la cuve la plus grosse,pouvant contenir des objets de la taille d’une petite voiture, vue de l’intérieur, photo Eric Cordier

 

Cuve Jupiter, vue d’ensemble, l’homme à droite donne l’échelle, photo Eric Cordier

 

Propreté et bruit de fond

Pour des questions de dégazage et afin d’éviter les perturbations des instruments embarqués, il est exclu d’emmener de la poussière dans l’espace. Le centre d’étalonnage est donc soumis à un environnement de propreté contrôlée. Le labo est classé en salle blanche, classes 10 000, 1000 ou 100 c’est-à-dire que toute poussière est exclue des installations, du moins aucune poussière supérieure au tiers de micron n’est tolérée ! Pour ce faire, les salles sont en surpression : un air conditionné (et préalablement purifié, filtré) et donc exempt de poussière est pulsé près des points sensibles sous des jupes, de manière à rabattre la poussière vers le sol et l’entraîner vers la cave (point bas). De plus les flux d’air filtré sont dit laminaires, c’est-à-dire parallèles, stables sans turbulences.

Les tenues de rigueur, charlottes, blouses et surchaussures de protection, photo Jacques André

 

Jupes des hottes à flux laminaire de grande taille, photo Eric Cordier

 

La grande hotte à flux laminaire sur la partie ouvrable de la cuve Jupiter, photo Eric Cordier

La poussière est ainsi plaquée vers le sol par ces hottes et des trous, qui servent pour toutes les liaisons techniques (électrique, informatique, gaz : air, air comprimé, azote, hélium…), se retrouvent être des aspirateurs à poussière puisque, la cave est en dépression par rapport à la salle principale.

Trous de communication/attrape-poussière vu de la cave, photo Jacques André

Trous de communication/attrape-poussière vu de la cave, photo Jacques André

Lorsqu’on entre dans le hall d’étalonnage, à partir du premier sas, il y a un empilement de plusieurs sas, qui conduisent à des salles de plus en plus « propres » et à la pression atmosphérique de plus en plus élevée. La dernière est même une salle dite de « protection planétaire » une salle abiotique de façon à ne pas ensemencer la vie si le but de la mission est de la rechercher, j’y reviens en détail un peu plus loin.

 

Surpression, nuisance sonore et prise de son

Tout ce dispositif de surpression fait le malheur du preneur de son car être en salle blanche signifie concrètement être soumis à un bruit de vent et de ventilation assourdissant de vrombissements permanents. Les techniciens me disent que normalement, ils devraient utiliser des protections auditives dans un tel niveau de bruit. En fait, ils ne le respectent pas car ce serait un vrai frein à leurs échanges. Ils ne sont pas des travailleurs de l’industrie effectuant des tâches répétitives, mais ils sont face à un travail scientifique, où chaque situation est nouvelle et demande une concertation permanente pour résoudre les problèmes. Ce travail dans une perpétuelle coopération est rare et nous avons essayé de le faire ressentir dans le cadre de l’émission, de même pour ces paroles échangées, incompréhensibles au commun des mortels, qui engendrent une véritable logorrhée poétique.

Si les techniciens passent outre ce bruit de fond, par contre, pour moi, c’est un problème insurmontable.  Je me suis donc vu confronté au fait de ne pouvoir recourir à la prise de son la plus simple, la prise de son stéréophonique.

La manière la plus appropriée d’effectuer une prise de son, consiste à partir de deux micros sensibles, orientés avec un angle de quatre-vingt-dix degrés, à enregistrer de la façon la plus proche du fonctionnement de nos oreilles. C’est généralement ce qui donne le meilleur résultat, restituant à la fois la profondeur et les déplacements latéraux. Cependant, nos oreilles interagissent en permanence avec notre cerveau. Elles réajustent en permanence ce qu’elles entendent. Autrement dit elles sont sélectives, mais pas les micros. Les micros enregistrent à un niveau constant le bruit de fond et cela devient insupportable à la réécoute. Heureusement, je dispose de modes alternatifs de prises de son. Ainsi j’ai eu recours à un ensemble de techniques particulières, et à leur combinaison car contrairement à la prise de son stéréophonique que je qualifierais d’universelle, les autres ont besoin d’être complétées les unes par les autres. J’ai donc enregistré en hyper gros plan, ou avec un micro ultra-directionnel (canon) en ce qui concerne les micros traditionnels. Sinon j’ai pratiqué des  enregistrements électromagnétiques ou des vibrations par contact (piézo-électrique) et même j’ai disposé d’enregistrements laser, une spécificité du lieu sur laquelle je reviendrai en détail.

Si j’enregistre en forte proximité d’une source, ou avec des micros à forte directivité (micros canons), dans les deux cas en focalisant sur la source sonore, je réduis l’importance du bruit de fond, mais en même temps, je perds l’espace et la stéréophonie. J’avais également apporté des hydrophones et des micros contact. Ces derniers ne captent pas les vibrations de l’air, mais ils fonctionnent directement sans intermédiaire, contre les objets. Ce n’est pas toujours facile à mettre en place et je n’y ai eu que peu recours. Reste les capteurs électromagnétiques qui transcodent sur le plan sonore le passage du courant électrique, cela a été ma plus grande source de captation. Ainsi, en l’absence de prise de son standard, associer différentes techniques permet d’obtenir un résultat intéressant.

 

Salle blanche et homme de ménage

À noter que sociologiquement, l’homme de ménage est un rouage essentiel du bon fonctionnement de l’ensemble. Il n’est pas là seulement pour l’esthétique et l’agrément, ici plus qu’ailleurs son rôle est crucial dans le bon déroulement des expériences. Il est l’un des sujets de conversation récurent de la pause de midi. Il traque la poussière inlassablement, et pas seulement la poussière, il lui est nécessaire de passer des lingettes sur les parois, les murs, le sol pour tout récolter. Les techniciens eux-mêmes ont souvent une lingette à portée de la main pour nettoyer les objets qui vont être testés et les parois des cuves aussi. Ainsi, j’ai appris qu’il n’y avait pas que la pollution de l’air qui les préoccupait, mais que tout une série de graisses et de substances se déposant à la surface des choses sont susceptibles de se vaporiser en absence d’atmosphère, je l’ai déjà évoqué pour les pompes.

 

 

Organisation spatiale du bâtiment en fonction de la contrainte de propreté

Il y a 4 sas et il y a 4 niveaux de pression de 15 millibars chacun qui s’additionnent en fonction du degré de propreté des salles. La dernière salle étant à 60 millibars au-dessus de la pression atmosphérique.

Le premier sas entre l’extérieur et la salle « blanche »

Le second sas, entre la salle blanche et des taches plus spécifiques.

 

La salle de « protection planétaire »

Le centre d’étalonnage est nouvellement doté d’une salle abiotique pour la stérilisation des équipements destinés à aller sur Mars dans la mesure où il est exclu de déposer des bactéries sur le sol martien si l’objet des vols est de justement rechercher la vie. C’est une salle qui reprend un dispositif de type bloc hospitalier à intégration de flux laminaires PSM « Poste de Sécurité Microbiologique« . Situé au fond du centre d’étalonnage, il est derrière le 4e sas décrit ci-dessus au maximum de la pression atmosphérique et de propreté. Il est à accès électronique restreint.

Après le troisième sas.

 

André Chardin à l’entrée du 4e sas, la salle de protection planétaire. Photo Jacques André

André Chardin à l’entrée du 4e sas, la salle de protection planétaire. Photo Jacques André

Electronique de contrôle

Tous les appareillages sont, bien entendu, contrôlés électroniquement et c’est à ce niveau que j’effectue des prises de son électromagnétiques. Ce type d’enregistrement transcode en son l’activité électrique et/ou magnétique. Cela donne accès au réseau de commande des machines : l’envoi des impulsions pour procéder aux opérations mécaniques et à l’inverse, à celui du contrôle, aux mesures des jauges de pression et de température ainsi qu’à toute une série de convertisseurs analogiques/numériques pour raccorder ses dispositifs à des ordinateurs.

Cuve Jupiter : convertisseurs analogique / numérique de sondes (rouge et blanc au centre)

Cuve Jupiter : convertisseur analogique / numérique de commandes de pompe

 

 Jauges, aimants et électromagnétisme

Le centre de test regorgeant d’électronique, le fait d’utiliser des micros qui ne captent pas la vibration de l’air, mais le passage du courant électrique est particulièrement bien adapté. En fait ils ne captent pas tout à fait l’électricité, ils captent la force magnétique. Les deux forces sont liées et c’est un principe de base de la physique mis en oeuvre notamment dans les transformateurs élecrtriques.

Les jauges de pression des cuves sont équipées d’aimants surpuissants, du moins d’une puissance que je n’avais jamais rencontré auparavant. Je l’ai remarqué en voulant aller « écouter » l’électronique à proximité. Le champ magnétique qu’ils émettent exerce une attirance considérable sur le capteur lui-même. En m’approchant, je ressens à la fois la force magnétique et simultanément, dans le casque, j’entends un bruit de frottement analogue à un pas qui s’enfonce dans la neige.

Jauges de pression, celles qui disposent d’aimant si puissant qu’on entend un frottement des ondes magnétiques sur mon capteur, analogue au son de pas dans la neige.

 

Un aimant engendre un chant magnétique stable et si je place le capteur près de l’aimant, il n’y a normalement rien à entendre. Ces petits micros, je les tiens à la main, et mes mains ne générant ni électricité ni magnétisme, elles sont magnétiquement neutres. Mes mains n’interférant pas sur eux, c’est très pratique de pouvoir les déplacer du bout des doigts. Je réalise de telles prises de sons depuis une quinzaine d’année et la sensation que j’éprouve à proximité des jauges est inédite. Je suis attiré par l’aimant de la jauge comme si je tenais une masse de fer. Or, je ne tiens que de très légères bobines de cuivre. Ainsi en me déplaçant tangentiellement aux jauges, j’ai l’impression de m’enfoncer dans de la neige. Je sens une résistance analogue à de la poudreuse et l’analogue sonore, dans mon casque. Cela doit résulter de quelque chose comme le frottement du champ magnétique sur chacune des spires de mes bobines. La synchronisation entre le geste, la sensation en retour et le son est fantastique. Je suis dans un laboratoire de physique spatiale et j’éprouve la sensation de la neige ! Mais alors, suis-je dans la simple prise de son ou déjà dans un jeu instrumental, puisqu’en l’absence de mouvement il y a absence de son ? La limite est poreuse. À la réécoute, je ne suis pas déçu, l’illusion du bruit de pas dans la neige demeure. Je ne sais pas s’il pourrait être pris pour tel par quelqu’un d’autre, mais pour moi il est profondément reconnaissable.

 

 

Affichage de pression des jauges des cuves (contrôle du vide primaire avant de lancer le pompage turbomoléculaire)

 

Dans certains cas, sur les plus grosses cuves, la densité d’appareillage électronique est telle que la seule façon de capter l’activité de pompage, consiste à s’éloigner de la pompe elle-même pour capter l’activité du tableau d’affichage à led des jauges de pression. C’est une façon très indirecte de rendre compte de l’activité de la pompe, et cela n’indique aucun niveau absolu, seulement des variations de pressions mais cela fonctionne et le résultat est très musical. J’ai récolté la même chose avec les détecteurs de fuite de gaz synchronisés avec les paroles des techniciens qui se transmettent les chiffres.

 

 

Les détecteurs de mouvements

Ils se sont révélés particulièrement intéressants à enregistrer, même s’ils ne sont pas des appareillages spécifiques à l’IAS. Leur rôle est d’éviter qu’un humain ne soit broyé lors des déplacements des éléments de Jupiter. Lors de l’enregistrement, ils interagissent avec ma présence. Ainsi, je joue de leur distance et essaye de contrôler le rythme émis.

Détecteur de mouvements en gros plan.

Couple de détecteurs de mouvements permettant un enregistrement électromagnétique stéréo.

 

 

  • Le microphone comme instrument : Prise de son et effet en retour
  • A partir du moment où le microphone est en mouvement, « dynamique », il est beaucoup plus actif, encore moins neutre que dans le cas d’une prise de son avec les micros posés face à une source. Les micros s’en viennent à littéralement sculpter la forme.
  • La cuve Jupiter est dotée de détecteurs de mouvements . Ceci est spécifique à Jupiter car les autres cuves sont, je dirais, de taille humaine. Elles ont toutes un couvercle qui peut, soit se manipuler à la main, soit à l’aide du pont roulant (l’espèce de grue sur rails au plafond de la salle). Jupiter n’est pas du tout à la même échelle, c’est la cuve la plus volumineuse. Pour donner une idée, on doit pouvoir y faire entrer des pièces de satellites quasiment de la taille d’une petite voiture. Jupiter s’ouvre par le milieu, je n’ai pas observé le principe moteur, mais j’ai vu que la partie mobile est placée sur des rails. Du fait de la taille de la cuve et des pompes à vides qui l’entourent, on comprend que l’ouverture ou la fermeture de la cuve soit une opération dangereuse : aucun opérateur ne pouvant avoir une visibilité totale de la cuve. Ainsi dans les angles morts ont été placés des détecteurs de mouvement du nom de « Savetinex ». Je suppose que s’ils détectent une présence dans leur secteur, le déplacement de la cuve est bloqué. Les détecteurs de mouvement ne font pas de bruit, mais par contre leur activité électronique est très intéressante. Ils sont pourvus de leds qui indiquent qu’ils sont opérationnels et d’autres leds transcrivent l’intensité de mes gestes. Les « Savetinex », en situation de veille, produisent une sorte de musique continue, une pulsation rythmique. C’est de cette façon que je l’ai décelée de loin. Si je me souviens bien, il y a 4 détecteurs sur Jupiter et deux à deux ils sont espacés d’environ un mètre. Un capteur d’onde électromagnétique dans chaque main, j’obtiens un signal stéréo, à partir de l’émission électrique des détecteurs placés à droite et à gauche de mes mains. Sans mouvement, il y a cette musique de veille, mais il m’est difficile de ne pas tout à fait bouger et très vite des variations apparaissent. Mon approche du détecteur le fait réagir et changer de rythme. Avec les 2 mains, je peux essayer de me retrouver à la même distance et caller les rythmes gauche et droite. Du moins j’essaie de m’en rapprocher, de les faire fusionner, mais je n’y arrive jamais parfaitement. Il me reste à jouer à les faire se correspondre, répondre ou s’opposer. Là encore, les capteurs électromagnétiques, dans cette interaction, m’entraînent au-delà de la simple captation sonore et cela confine à la musique. D’une certaine façon, il ne serait pas très logique de simplement enregistrer l’état statique du sensor à l’état de veille, car il est en définitive destiné à détecter la présence humaine. Je ne suis pas venu pour enregistrer un endroit hors activité, mais un endroit vivant. Ensuite, je ne suis pas venu mesurer une activité de façon quantitative, mais mon projet est artistique et je cherche à en faire ressortir une musique. Alors dans ma démarche artistique, je préfère toujours générer la musique à la source plutôt que de la composer ultérieurement avec des machines.

L’activité de routine

L’activité de routine de l’IAS n’est pas moins intéressante que les moments  phares. Même en l’absence d’une grande expérience, il y a toujours une petite activité de maintenance, de préparation ou de démontage d’une expérience réalisée par une ou deux personnes. Dans une certaine mesure, c’est un atout, car un temps fort d’expérience peut, au contraire, rassembler une dizaine de personnes dans une assez grande fébrilité ce qui n’est pas forcément favorable à la prise de son. Dans un tel cas, j’enregistre les discussions techniques sur l’expérience et le discours sur les manipulations, mais pas l’expérience elle-même.

Un autre exemple, du côté des systèmes de refroidissement, il y a une station de refroidissement cryostatique à l’hélium, mais qui n’est que très rarement utilisée (la dernière fois pour les tests de l’observatoire spatial « Planck », plus précisément pour les outils HFI) dans la cuve Saturne. Le refroidissement cryostatique à l’hélium est une technique qui permet de descendre à 2,2k (température de l’hélium liquide), 2 degrés au-dessus du zéro absolu.

  • Le HFI (High Frequency Instrument) embarqué sur Planck est une expérience française d’étude des rayonnements lointains (Fond diffus cosmologique, infrarouge etc.) par l’analyse des hautes fréquences des rayonnements électromagnétiques à l’aide d’une batterie de bolomètres. Or contrairement à la plupart des tests où la température est diminuée pour se rapprocher des conditions spatiales (de l’ordre de -100, -200°), les bolomètres nécessitent d’atteindre une température beaucoup plus basse proche du zéro absolu, d’où l’usage d’hélium liquide.

Même si cette installation n’a pas été utilisée depuis longtemps, elle est soumise à un essai de maintenance mensuel auquel j’ai été invité ce qui m’a permis d’effectuer un enregistrement dans des conditions optimales.

Poste de contrôle du Cryostat… en bleu au fond

Dispositifs de sécurité relatifs à la présence d’hélium ou d’azote.

 

La non-activité

Le centre ne connaît pas à proprement parler de périodes d’inactivité, et même en l’absence d’opérations, les pompes maintiennent les cuves sous un léger vide, les jauges contrôlent, l’électronique est en veille, les détecteurs de présence surveillent les mouvements. La non-activité n’est pas une absence d’activité, mais une faible activité. Tout ce qui concerne la maintenance et l’utilisation des installations à bas régime se retrouve être en fait très propice à la prise de son.

Je me souviens que lors de notre premier entretien, André Chardin le responsable de la station d’étalonnage m’avait dit qu’il n’était pas certain que le son du centre d’étalonnage ait un quelconque intérêt et il s’était lancé dans une comparaison avec d’autres laboratoires qui pourraient être tout aussi intéressants. Ce fait est caractéristique de tous les lieux que j’ai eu l’occasion d’enregistrer. En fait partout, l’habitude, la longue fréquentation d’installations extraordinaires les font entrer dans la banalité pour les gens qui les fréquente assidûment.

La cuve Mercure

  • Pompage à bas régime, enregistrer la faible activité
  • Le pompage est l’activité principale du centre de test. Pour faire le vide, il faut pomper et la combinaison de prises de son de proximité, de contact et électromagnétique s’est avérée intéressante. Les cuves à vide sont connectées à un triple système de pompage. Nous avons vu qu’il y a un pompage primaire, un pompage turbomoléculaire et un pompage cryogénique. J’ai eu la possibilité de rester longtemps à écouter la cuve Mercure, qui était vide. Elle était juste soumise au léger vide d’entretien que j’ai décrit plus haut. Ainsi, même en absence d’utilisation des cuves, leurs pompes sont en marche.

Zone des prises de son sur la cuve Mercure.

En particulier, un convertisseur de pression ana/numérique (au centre)

Cuve Mercure valves de la pompe en acoustique :

Cuve Mercure valves de la pompe en électromagnétique :

 

  •  J’ai retenu une prise de son effectuée sur cette cuve Mercure. Je pense que ce n’était qu’un pompage primaire, mais son déroulement m’a fait imaginer que c’était était peut-être un pompage cryogénique. J’ai obtenu un rythme très lent de l’ordre de plusieurs secondes où j’ai imaginé que s’opérait cette suite d’opérations : captation de molécules, déplacement, expulsion. J’avais combiné une écoute électromagnétique et acoustique. Cette dernière restitue des mouvements mécaniques, comme des fermetures de vannes et de clapets, mais la prise de son électromagnétique me fait entendre de petits buzzs graves qui sont les impulsions électriques qui déterminent les ordres d’ouverture et de fermeture de ces mécanismes. Cela donne donc à entendre à la fois du visible et de l’invisible, du mécanique et de l’électrique, deux aspects d’une même chose. Ici j’étais dans un environnement calme, où je n’entendais qu’une seule opération car j’avais la chance d’être sur la cuve Mercure, une cuve à vide de petite taille. Dans le cas de Jupiter, l’environnement électrique est beaucoup plus dense et entremêlé.  Or, le défaut de la prise électromagnétique est d’être omnidirectionnelle. Elle ne permet pas de distinguer de rayonnements électriques précis, et s’ils sont multiples, elle restitue un enchevêtrement de signaux.

 

Les temps forts :

Hexapode

Le principal événement annoncé dans le calendrier qui m’était proposé était les tests sur un hexapode destiné à se mouvoir sur Mars. Annoncé de longue date, c’est un événement important pour le centre vu la destination de l’engin. J’ai assisté au dépoussiérage des pièces et à l’assemblage. Outre les techniciens qui l’ont conçu et construit, sont présents pour une prise de contact les techniciens qui mèneront les tests les jours suivants.

 

Intégration d’une roue à filtre

L’un des éléments les plus intéressants a été l’intégration d’une roue à filtre. Plus précisément, il s’agit d’un moteur faisant tourner un ensemble de filtres destiné à un télescope. Son intégration consiste à le placer dans une cuve pour les tests. Outre les problèmes de dégazage, l’enjeu de la simulation est double ici, car ce moteur ne peut fonctionner sous atmosphère et il devait impérativement être placé sous vide pour être testé. Sans être immense, cet appareil était très lourd car toutes les pièces possibles, ou presque, sont en métal pour des raisons de résistance et de non dégazage. Toutes les manipulations ont ainsi dues être effectuées à l’aide d’un pont roulant.

 

Le pont roulant sur ses rails (en haut), en bas à droite tailles relatives de  3 grandes cuves en triangle, à gauche une équipe préparant une expérience optique.

Une fois l'appareil disposé dans la cuve, placement des couches isolantes pour les tests de température.

Une fois l’appareil disposé dans la cuve, placement des couches isolantes pour les tests de température.

 

 Sous les feuilles d’isolant sont placés 2 circuits. Des résistances servent à chauffer l’appareil. Un circuit d’azote liquide sert à le refroidir. Les deux fonctionnent de façon opposée de manière à simuler les expositions alternées au soleil ou à l’ombre auquel sera soumis l’appareil en fonction des rotations du satellite et ou de la terre.

 

L’appareil à tester : la roue à filtre

 

La dernière opération avant le pompage est le patchage, une opération bien connue des musiciens d’ailleurs. En effet il est exclu de faire passer une tresse de câble au travers du joint pour connecter l’appareil. Ainsi à l’intérieur de la cuve est ménagée un patch. Ce patch permet de connecter les circuits de fonctionnement tout autant que les circuits de sondes et de palpeurs qui vont contrôler les réactions de l’instrument testé. Toutes ces connections ne sont bien évidemment établies qu’à la main et doivent être sérieusement vérifiées avant la fermeture. Avec le nombre de circuits, c’est une opération qui peut prendre plusieurs heures, surtout si une interversion est détectée, encore faut-il trouver laquelle…

Le patch de la cuve Jupiter (il s’agit de centaines de connections électroniques entre l’intérieur et l’extérieur, non connecté ici)

 

Le banc de tests en vibrations :

Tests vibratoires et enregistrements sonores au laser.

Le banc de tests en vibrations

 

Les dernières prises de son de mon séjour sur place en 2011 ont concerné une période de test de vibrations sur des pièces optiques de télescopes. Il s’agit de vérifier que les pièces fragiles peuvent résister au « stress » du décollage. Pour ce faire, un immense vibreur électronique est mis en œuvre, mais le bon vieux coup de marteau est également de mise. Lors de ces tests, le niveau sonore doit approcher les 120db de bruit au travers duquel on peut percevoir des éléments musicaux. La prise de son traditionnelle s’est révélée inutile, mais j’ai eu la chance que lors de cette cession de tests soit présente la société Polytec pour contrôler le matériau à l’aide d’un laser. Il en résulte des courbes de vibrations qui ont été transcodées en son. Or cela crée une inversion de perspective, la vibration est entendue nettement et le bruit dominant rejeté comme un vague bruit de fond, le laser n’ayant cure de la transmission par l’air du bruit. Merci à Florent Deux pour m’avoir transmis ses fichiers de travail.

Le pont vibrant est en fait un immense haut-parleur pouvant « secouer » des objets allant jusqu’à 200kg

 

 

 

Composition de la pièce « Intégration » et enregistrements sonores au laser

Ma composition, construite dans une unité de lieu, est basée sur une multiplicité de sources et de techniques d’enregistrement dont il ne résulte pas d’unité de matière. Bien au contraire, la multiplicité des techniques donne un résultat baroque qui tente par la multiplicité des points de vue une interrogation sur la réalité ou du moins une interrogation sur la perception, comme percevoir un objet de différentes manières, puisque la manière la plus directe (la prise de son stéréophonique cardioïde) ne m’était pas permise.

La composition est également structurée sur la prise de son laser. En fait, jusqu’au jour J je ne pouvais pas augurer de ce que serait cette prise de son. D’ailleurs je ne décide jamais d’avance de ce que sera une prise de son ni si elle sera importante ou même utilisable, car, dans ce cas, ce serait se placer dans une éternelle déconvenue. Par contre, je m’en remets toujours au hasard et sans charger préalablement telle ou telle prise de son, c’est à la réécoute que je découvre son potentiel. Lors de la préparation du test, j’avais entendu l’équipe parler de sweep, sans y prêter attention (le sweep étant un balayage des fréquences du plus grave vers le plus aigu ou inversement). Le nez dans l’enregistrement, je n’y avais pas pris garde, mais c‘est un son qui fonctionne comme une magnifique métaphore, de l’aventure spatiale, de la science, de l’accélération de l’histoire ou encore qui fonctionne comme l’évocation du décollage d’une fusée. Et d’ailleurs même si ce test est d’une absolue simplicité, il est conçu pour simuler le décollage d’une fusée. Il n’y a cependant aucun lien entre l’aspect formel du test et le fait qu’il soit élaboré dans le but de faire subir l’équivalent du décollage à l’objet testé. Le sweep est un simple balayage de fréquences. En termes musicaux c’est un glissando qui va de l’infra grave inaudible vers l’ultrason en traversant toutes les fréquences audibles, bref c’est une immense accélération.

Sur l’écran, on peut voir le sweep (la courbe de fréquence) envoyé par Catherine Tamiatto (responsable du poste)

 

Ajustement du Laser pour la mesure verticale

 

Mesure laser de la vibration horizontale

 

 

Remerciements aux équipes de IAS et de l’Observatoire de l’Espace du CNES. Merci à Jacques André/Observatoire de l’Espace du CNES, pour son aide, ses photos et notamment celle en « une » de cette page et notamment à l’IAS : Antoine Arondel, Romain Azan, André Chardin, Mathieu Condamin, Marc Cornu, Serge François, Jeremie Hansotte, André Limongi, Lionel Meslier, Christine Nicolas,Philippe Pradel, Catherine Tamiatto…

 

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