Olivier Martineau co-lauréat de la bourse ERC « Synergy Grant 2025 » pour le projet HERON

En quoi consiste le projet HERON ? 

HERON, pour Hybrid Elevated Radio Observatory for Neutrinos, est un projet d’observatoire radio hybride surélevé pour la détection des neutrinos d’ultra-haute énergie. Pendant six ans, il traquera les sursauts de neutrinos liés à des sources de rayons cosmiques tels que les sursauts gammas, révélant ainsi les mécanismes des astres les plus violents à des énergies inédites.

Le réseau HERON sera installé en Argentine à 1 800 m d’altitude. Il comptera 24 stations surélevées dotées chacune de 24 antennes, ainsi que 360 antennes autonomes. Ce dispositif offrira une sensibilité 20 fois supérieure aux instruments actuels, un large champ de vision et une résolution angulaire meilleure que 0,5° (HERON sera capable de déterminer la direction d’arrivée d’un neutrino avec une incertitude inférieure à un demi degré). L’expérience sera connectée au réseau mondial d’observatoires d'astronomie multi-messagers, en coordination avec des détecteurs d'ondes gravitationnelles, de rayons gamma et d'autres types de neutrinos.

Quelles technologies sont mobilisées dans le cadre du projet ? 

Les équipes de HERON exploiteront un réseau d’antennes qui détecteront le signal radio émis suite à la désintégration de leptons tau, eux-mêmes issus des interactions des neutrinos tau au cours de leur voyage à travers la Terre. L’originalité du projet est de combiner les atouts de deux expériences de détection des neutrinos cosmiques qui lui préexistent, GRAND et BEACON. Le dispositif de GRAND repose sur un réseau étendu d’antennes radio autonomes tandis que BEACON a fait le choix d’une détection interférométrique par un réseau phasé d’antennes rapprochées. En associant ces deux techniques, le dispositif de HERON bénéficiera à la fois de la sensibilité accrue du système phasé et de l’excellente capacité de reconstruction et de rejet du bruit de fond de la détection autonome.

Comment le projet HERON est-il né ? 

Kumiko Kotera (IAP, CNRS Terre & Univers) et moi travaillons ensemble depuis plus de 10 ans maintenant, principalement à travers la conduite de la collaboration GRAND, dont nous sommes co-porte-paroles. Nous avions d'excellents contacts avec Jaime Alvarez-Muniz (Santiago de Compostella) et Stephanie Wissel (Penn State), qui sont des membres importants de notre communauté de recherche et collaboraient déjà ensemble sur divers projets. C'est au cours d'un workshop sur les détecteurs de neutrinos de future génération que nous avions co-organisé à Penn State en janvier 2024 que l'idée de combiner les techniques de détection de BEACON et GRAND a germé. Idée qui s'est concrétisée par le projet HERON que nous avons porté tous les quatre dans cet appel ERC Synergy. 

Quel est votre rôle dans le projet ?

Je suis responsable du développement et de la production des 360 antennes autonomes HERON, qui permettront d'identifier les signaux radio associés aux neutrinos et la reconstruction de leurs propriétés, en particulier leur direction d'origine, élément essentiel pour réaliser de l'astronomie neutrino. Le LPNHE sera aussi co-responsable du déclenchement (trigger) de l'acquisition, de la calibration en temps du réseau d'antennes autonomes (meilleure que 1 nanoseconde sur des distances de 70km) et de l'analyse des données. 

Quel regard portez-vous sur le projet après l’obtention de l’ERC ? 

Je suis évidemment heureux que nos efforts pour construire ce beau projet aient porté leurs fruits, mais aussi reconnaissant de la confiance qui nous est faites et conscient de la responsabilité que cela représente. Maintenant, je suis impatient de me mettre au travail avec nos équipes !