De l'étalonnage d'Advanced Virgo à la recherche d'ondes gravitationnelles émises par des coalescences de binaires compactes

par Vincent Germain

Thèse de doctorat en Physique subatomique et astroparticules

Sous la direction de Didier Verkindt et de Loïc Rolland.

Soutenue le 03-10-2017

à l'Université Grenoble Alpes (ComUE) , dans le cadre de École doctorale physique (Grenoble) , en partenariat avec Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de physique des particules (laboratoire) .

Le président du jury était Edwige Tournefier.

Le jury était composé de Laurent Derome, Francesco Fidecaro.

Les rapporteurs étaient Eric Chassande-Mottin, Gianluca Guidi.


  • Résumé

    L'ère de l'astronomie gravitationnelle a commencé avec la première détection d'une onde gravitationnelle le 14 septembre 2015, par la collaboration LIGO-Virgo. Les premières détections proviennent de coalescences de trous noirs de quelques dizaines de masses solaires. Le détecteur européen Advanced Virgo a redémarré en 2017 pour participer aux prochaines détections d'ondes gravitationnelles et localiser les sources astrophysiques.Cette thèse a pour sujet les différentes étapes du processus de détection des ondes gravitationnelles : de l'étalonnage du détecteur Advanced Virgo à l'analyse en temps réel des données du réseau d'interféromètres LIGO-Virgo. Dans un premier temps, les objectifs, la méthode et les résultats de l'étalonnage du détecteur Advanced Virgo sont décrits. Cette étape est cruciale pour comprendre la sensibilité du détecteur et pour reconstruire l'amplitude de l'onde gravitationnelle. Un nouvel algorithme, SilenteC, développé pendant la thèse est ensuite détaillé : son objectif est d'identifier les sources de bruits non-stationnaires qui limitent la sensibilité des analyses. Certains bruits transitoires interviennent de façon non-linéaire et SilenteC tente de repérer ce type de contribution. Enfin, l'analyse MBTA à faible latence pour la recherche des signaux d'ondes gravitationnelles issus de coalescences de binaires compactes est décrite. En particulier, l'accent est mis sur la caractérisation de vétos permettant de distinguer les signaux astrophysiques à sélectionner et les bruits transitoires à rejeter le plus efficacement possible.

  • Titre traduit

    From the calibration of Advanced Virgo to the search for gravitational waves emitted by compact binary coalescences


  • Résumé

    The era of gravitational astronomy began with the first detection of a gravitational wave on September 14, 2015, by the LIGO-Virgo collaboration. The first detections come from coalescences of black holes with masses of a few tens of solar masses. The European detector Advanced Virgo restarted in 2017 to participate in the next detections of gravitational waves and to locate the astrophysical sources.This thesis deals with the different stages of the gravitational waves detection process: from the calibration of the Advanced Virgo detector to low-latency analysis of the LIGO-Virgo interferometer network data. First, the objectives, method and results of the detector calibration are described. This step is crucial for understanding the sensitivity of the detector and for reconstructing the amplitude of the gravitational wave. A new algorithm, SilenteC, developed during the thesis is then detailed: its objective is to identify the sources of non-stationary noises that limit the sensitivity of the analysis. Some transient noises are non-linear and SilenteC tries to identify this type of contribution. Finally, low-latency MBTA analysis for the detection of gravitational wave signals from compact binary coalescences is described. In particular, emphasis is put on the study of vetos making it possible to distinguish the astrophysical signals to be selected and the transient noises to be rejected as efficiently as possible.


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