Analyse de la sensibilité du détecteur d'ondes gravitationnelles Virgo

Analysis of the sensitivity of the Virgo detector for gravitational waves

• Auteur / Autrice : Romain Gouaty
• Direction : Benoît Mours
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des particules
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Chambéry

Mots clés

Mots clés contrôlés

VIRGO -- Italie

Interféromètres laser

Ondes gravitationnelles

Résumé

Le détecteur d'ondes gravitationnelles Virgo est un interféromètre laser dont les bras font trois kilomètres de long. Cet interféromètre est actuellement dans une phase de réglages et d'ajustements ayant pour but d'amener l'instrument à sa sensibilité nominale. Il est pour cela nécessaire de réduire les bruits instrumentaux qui limitent la sensibilité pendant cette phase. Le travail décrit dans ce mémoire est consacré à l'analyse des bruits instrumentaux. Une description des bruits que l'on sait susceptibles de limiter la sensibilité de l'interféromètre est d'abord présentée, ainsi que leur mécanisme de propagation. La méthode ayant permis d'analyser les bruits instrumentaux est ensuite exposée. Elle consiste tout d'abord à identifier les sources de bruit potentielles par la recherche de cohérence entre les signaux de l'interféromètre. Il est ensuite utile de comprendre le mécanisme par lequel ces bruits se propagent dans l'interféromètre en élaborant des modèles analytiques. Cette analyse, appliquée aux données de l'interféromètre, a été complétée par des études utilisant une simulation du détecteur. Entre fin 2003 et fin 2005, les progrès de la mise en route de Virgo ont été ponctués par sept prises de données techniques, qui ont permis de vérifier l'évolution des performances du détecteur. Les résultats de l'analyse des bruits limitant la sensibilité de l'interféromètre au cours de chacune de ces prises de données techniques sont présentés dans ce mémoire. L'impact des améliorations techniques apportées à l'interféromètre pour éliminer l'effet de ces bruits est également discuté.

The Virgo detector for gravitational waves is a laser interferometer with arms which are 3 km long. This interferometer is at present in its commissioning phase whose goal is to reach the Virgo nominal sensitivity. To this purpose it is necessary to reduce the technical noises which are limiting the sensitivity during this phase. The work described in this thesis focuses on the analysis of technical noises. The noises which are known to be likely to limit the sensitivity are first described and their propagation mechanism is also explained. The method used to analyse the technical noises is then presented. It first consists in identifying the possible noise sources by looking for coherence between the interferometer signals. Then it is useful to understand how the noise propagates into the interferometer. This is done by building analytical models of propagation. Some studies based on a simulation of the detector have been added to the analysis of interferometer data. Between the end of 2003 and the end of 2005, the advance of the commissioning has been punctuated with seven technical data taking periods, performed in order to check the evolution of the detector performance. The analysis of the noises limiting the interferometer sensitivity for each of these data taking is presented in this thesis. The impact of the technical upgrades implemented on the interferometer to suppress the effect of these noises is also discussed.