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Tsiahina, Adellain. Étude et validation des performances des modules de détection des caméras NectarCAM de l'Observatoire Cherenkov Telescope Array

Tsiahina, Adellain (2020). Étude et validation des performances des modules de détection des caméras NectarCAM de l'Observatoire Cherenkov Telescope Array.

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Résumé en francais

Les réseaux de télescopes gamma de très haute énergie actuels avec la technique d'imagerie Cherenkov atmosphérique (comme CANGAROO, HEGRA, HESS, MACE, MAGIC et VERITAS) hébergent au maximum cinq télescopes individuels. L'Observatoire Cherenkov Telescope Array (CTA) est conçu pour détecter les rayons gamma avec plus de 100 télescopes au total. Pour avoir un domaine spectral plus large, des télescopes de petite taille, de taille moyenne et de grande taille (respectivement 4 m, 12 m et 23 m de diamètre) seront installés dans les hémisphères nord et sud. La gamme d'énergie couverte s'étend de 20 GeV à 300 TeV. Plus de 30 pays sont engagés dans diverses activités allant de la construction au développement scientifique de son installation. La NectarCAM sera une des caméras pour les télescopes de taille moyenne qui couvrent la gamme 100 GeV-30 TeV. Elle contient 1855 pixels disposés sur une surface d'environ 6 m2 et elle a une conception modulaire. Les 265 modules du plan focal de la NectarCAM contiennent chacun 7 tubes photomultiplicateurs avec leur électronique d'alimentation et de pré-amplification connectée à une carte interface permettant de communiquer avec le reste de la caméra. La conception, le développement et la production de ces modules du plan focal de la NectarCAM sont sous la responsabilité de l'IRAP. Lors de leur fabrication, nous devons nous assurer qu'ils sont valides et répondent aux exigences du consortium CTA. Mon travail de thèse consiste à concevoir et réaliser un banc de test, l'étudier, le caractériser et l'étalonner pour pouvoir contrôler la qualité et les performances de ces modules. Après avoir calibré le gain des unités de détection d'un module, l'étude de la réponse impulsionnelle, le niveau de bruit, la tenue au bruit du fond du ciel nocturne, la résolution et la détermination des divers défauts de ses photodétecteurs, caractérisent les performances de chaque pixel avant d'être intégrés dans la caméra. L'exploitation de ce banc de test a permis de mesurer les performances de 61 modules destinés à équiper un prototype de NectarCAM qui a été installé dans un prototype de télescope de taille moyenne à Adlershof (Allemagne). Ces tests ont montré que les performances de ces modules respectent les exigences scientifiques. Le banc a été ensuite amélioré pour l'analyse de la production des modules du modèle de qualification de la caméra et nous avons comparé les résultats des performances scientifiques de ces photodétecteurs par rapport au cahier des charges de la NectarCAM. Le modèle de qualification sera la première caméra installé au site nord de CTA à la Palma, en Espagne.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Jean, Pierre
Olive, Jean-François
Ecole doctorale:Sciences de l'Univers, de l'environnement et de l'espace (SDU2E)
laboratoire/Unité de recherche :Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), UMR 5277
Mots-clés libres :CTA - Rayon gamma - Cherenkov - Télescope - IACT - NectarCAM - Tubes photomultiplicateurs - Electronique - Banc de tests - Calibration - Performances - Performances instrumentales
Sujets :Physique
Déposé le :30 Sep 2021 09:51