Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides, un nom de labo poétique à souhait. Comme pour justifier cette poésie, l'IMCCE organise et supervise les manifestations autour d'un rendez-vous exceptionnel : celui du Soleil et de Vénus. En effet, le 8 juin prochain, de 5h06min à 11h33min (temps universel), les curieux pourront voir le petit disque noir vénusien passer devant le Soleil. Si cette mission leur a été confiée, c'est parce que les chercheurs de l'IMCCE sont les gardiens des éphémérides, les tables astronomiques donnant pour chaque jour de l'année la position calculée des corps célestes.
Des lunettes astronomiques ici, des télescopes là, des jumelles qui traînent, c'est sans doute ainsi que le néophyte imagine l'Institut de mécanique céleste. Il se trompe. C'est tout simplement rivés à leurs ordinateurs que chercheurs et ingénieurs passent la plupart de leur temps. « La mission de l'IMCCE, explique William Thuillot, directeur du laboratoire, est double : élaborer des éphémérides nationales annuelles ou spécifiques et mener des recherches en dynamique, mécanique céleste, astrométrie et planétologie ». Pour bien comprendre sa fonction, il faut remonter à sa création. Tout commence par une loi : celle de la Convention nationale du 7 Messidor An III (25 juin 1795) qui crée le BDL (Bureau des longitudes). Son rôle : améliorer la détermination de la longitude en mer pour reprendre sa maîtrise aux Anglais. Un calcul qui ne peut se faire que par l'observation astronomique et l'utilisation d'horloges fiables. En 1802 donc, le BDL se dote d'un service des calculs, ancêtre de l'Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides. Depuis, l'IMCCE et le BDL sont toujours présents dans le ciel des éphémérides, chacun jouant son rôle. Le BDL est devenu une académie de seize membres titulaires et trente-quatre membres correspondants. Travaillant dans leur propre laboratoire, ils définissent les missions de service public de l'IMCCE¹. C'est ainsi que l'Institut publie plusieurs tables astronomiques et ouvrages de référence comme La Connaissance des temps, L'Annuaire du bureau des longitudes, et Les Éphémérides nautiques à l'usage des navigateurs, trois éphémérides annuelles, L'Encyclopédie scientifique de l'Univers… De plus, un serveur d'éphémérides interactif est disponible sur le site. Il permet d'effectuer des calculs de positions pour tout corps du système solaire. « Nous participons aussi à différents programmes avec les agences spatiales », souligne le directeur. Pour la mission Gaïa de l'ESA (lancement d'un satellite astrométrique pour cartographier en 3D la galaxie, en 2012), l'Institut contribue à la préparation scientifique du programme relatif au système solaire et fournit les éphémérides de la Terre. Avec le CNES, il étudie par exemple la possibilité de rendre la navigation des sondes interplanétaires autonome.

Côté recherche, l'Institut ne chôme pas. Quatre équipes planchent ainsi sur différents thèmes : la première, « Astronomie et systèmes dynamiques », développe des outils théoriques et numériques adaptés à l'étude des systèmes dynamiques hamiltoniens. Elle étudie par exemple le chaos et la stabilité des systèmes planétaires. La deuxième, « Astrométrie et planétologie », est plus orientée vers l'observation. Prédiction de phénomènes, campagnes d'observations, modélisation, comparaison des modèles avec les observations sont les outils utilisés pour mieux connaître les satellites naturels, les astéroïdes et les comètes. Quant à l'équipe « Mécanique céleste et appliquée », elle construit des théories analytiques du mouvement de la Terre et des planètes. Enfin, le Laboratoire d'astronomie de Lille² s'intéresse notamment aux satellites de Saturne et de Jupiter dont il s'attache à représenter les mouvements.
L'Institut est donc aujourd'hui co-responsable de l'opération VenusTransit 2004 et il s'apprête à fêter dignement l'événement. Un événement d'importance parce que très rarement visible de la Terre. « Aucune personne vivante ne peut témoigner de la dernière manifestation, c'était en 1882 ! », souligne Jean-Eudes Arlot. Ancien directeur de l'IMCCE et membre du groupe « Astrométrie et planétologie », il est responsable ici de l'opération VT-2004, coordonnée par l'European Southern Observatory (ESO). Ce spectacle étonnant a, de plus, un réel intérêt pédagogique. C'est en effet grâce aux précédents passages que les astronomes tentèrent de mesurer la distance Terre-Soleil et d'en déduire la valeur de l'unité astronomique³ (voir encadré). Ce que propose l'opération VT-2004, c'est de refaire les calculs en faisant participer les collèges, lycées, clubs d'astronomie et tous les curieux d'astronomie. « On s'adresse par Internet aux jeunes pour leur demander de participer », explique Jean-Eudes Arlot⁴. Sur le site sont détaillées les explications du passage devant le Soleil de Vénus, les méthodes de calculs et les précautions à prendre pour observer le phénomène (port de lunettes achromatiques, utilisation d'un instrument d'optique pour projeter l'image du Soleil… ). L'événement est aussi l'occasion pour les professeurs de s'appuyer sur un fait. De l'histoire à la physique en passant par la biologie et l'histoire des sciences, de nombreuses disciplines vont être concernées. Tous les passionnés du ciel peuvent également visiter l'exposition « Vénus au cœur du brasier », à l'Observatoire de Paris. Au programme : explication du phénomène, contexte historique, point de vue des disciplines enseignées dans les écoles, et conférences. Un concours autour de Vénus a même été organisé. Le principe pour les collèges et les clubs d'astronomes participants : envoyer une cassette vidéo décrivant leurs activités à l'occasion du passage de Vénus. Les douze gagnants participeront au colloque final en octobre 2004 dans une grande capitale européenne. Quant au vainqueur, il visitera, lui, les plus grands télescopes du monde construit par l'ESO, au Paranal, dans les Andes chiliennes. À l'occasion de ces rencontres Soleil-Vénus, l'IMCCE est donc sorti de ses missions premières pour devenir l'ambassadeur des rendez-vous célestes auprès du grand public.

Julie Coquart

Les sites d'observation le 8 juin 2004 Observatoire de Meudon, place Janssen à Meudon (Hauts-de-Seine) : tour solaire, sidérostat, télescopes. Pour les groupes, contacter M. Hellier au 01 45 07 77 43. Observatoire de Paris, entrée par le 98 boulevard Arago, Paris 14e: sidérostat, cœlostat, télescopes. Pour les groupes, contacter Mme Lautier au 01 40 51 23 01. Observatoire de Juvisy, organisé par la Société astronomique de France (voir site de la mairie de Juvisy pour les conditions d'accès : http://www.mairie-juvisy.fr/cgi-local/agenda.pl?type=T&mois=T) Observatoire de Marseille, place Le Verrier : ouverture le 8 juin de 7h à 13h30. Observatoire de Grenoble, campus universitaire, amphi Louis Weil, parvis de la bibliothèque universitaire des sciences. Arrêt tram B : terminus. Entrée gratuite, sans réservation. Pour les groupes scolaires, renseignements au : 04 76 63 55 11.

Mesurer l'univers… C'est à Edmond Halley (1656-1742) – celui de la comète – que l'on doit une méthode de calcul de l'unité astronomique basée sur l'observation du passage devant le Soleil de Vénus. Son idée ? Comparer les temps de passage de Vénus mesurés depuis plusieurs lieux situés à des latitudes différentes. La différence des temps de passage observés permet alors de calculer la parallaxe1 de Vénus et celle du Soleil. Et lorsqu'on connaît la parallaxe, de « simples » calculs donnent accès à la distance Terre-Soleil. Halley préconisait de mesurer le temps écoulé entre le premier et le dernier contact intérieur de l'astre avec le disque solaire en au moins deux lieux ayant le plus grand écart possible en latitude. Facile à faire aujourd'hui. Mais à l'époque, cela signifiait se rendre en des points d'observation souvent très éloignés et déterminer avec précision leurs coordonnées géographiques. En 1761 et 1769, lors des passages de Vénus, la communauté astronomique internationale, malgré les rivalités d'alors, unit ses efforts et organisa des expéditions scientifiques pour mettre en œuvre les calculs. Mais les résultats furent assez décevants, notamment en raison de l'imprécision dans le calcul des longitudes. J.C. 1. La parallaxe est l'angle que font entre elles les deux directions de visée d'un objet observé simultanément depuis deux endroits différents

Pour en savoir plus sur le transit de Vénus Internet : IMCCE :  http://www.imcce.fr/vt2004/fr/ ESO : http://www.venus2004.org Observatoire de Paris : http://www.obspm.fr/ Livres : Le passage de Vénus, EDP sciences, coll. « Mécanique céleste », mai 2004, 19 E.