Les ondes gravitationnelles se déplacent dans l’espace-temps, le déforment et produisent de mini “tremblements de terre spatio-temporels.” Dans cet espace-temps légèrement déformé, les corps matériels sont mis à rude épreuve et les distances sont alternativement étirées et comprimées. Il s’agit toutefois d’un effet minuscule : lorsqu’une onde gravitationnelle traverse Virgo, les bras de 3 km du détecteur ne sont étirés que d’un milliardième de milliardième de mètre, c’est-à-dire moins d’un millième du diamètre d’un proton.

Les ondes gravitationnelles sont détectées par les 3 interféromètres en forme de L (Virgo et les 2 LIGO) dont les bras sont dans le vide ; à travers lesquels se propagent des faisceaux laser, réfléchis par des miroirs placés aux deux bords opposés, isolés des vibrations sismiques et de l’environnement atmosphérique par des pendules inversés.

Avec ces instruments, les scientifiques visent l’art extrêmement difficile de capturer un signal d’ondes gravitationnelles d’origine cosmique en le distinguant de la moindre déviation possible causée par les mouvements sismiques terrestres, les variations de pression atmosphérique, le passage des nuages, les vagues de la mer, les bruits acoustiques et électromagnétiques, les mouvements anthropogéniques, comme les camions, les trains, les moulins à vent, les hélicoptères.

Pour ce faire, la collaboration Virgo et le personnel d’EGO doivent développer une technologie de pointe sur de nombreux fronts (cliquez sur le schéma ci-dessous pour en savoir plus).

Les développements de la technologie des interféromètres ont amélioré notre sensibilité à la fois aux basses fréquences (de 1 à 10 Hz) et aux fréquences plus élevées (autour de kHz), ce qui pourrait déclencher d’importantes innovations, par exemple dans le domaine des sciences de la terre (sismologie, changement climatique) et des réseaux de capteurs intelligents distribués (Industrie 4.0), ainsi que dans la technologie des capteurs quantiques.

Ces éléments font d’EGO un pôle interdisciplinaire et technologique, ouvert à la collaboration interdisciplinaire, avec des géoscientifiques (par ex. l’Instituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia – INGV, l’Institut de la Physique du Globe de Paris – IPGP, et d’autres organisations géoscientifiques en Europe), des scientifiques de l’atmosphère et de l’écologie de l’université de Pise, des experts en mesures et en compatibilité électromagnétique de l’université de Pise et des experts en science des données, de la distribution d’alertes à faible latence à l’analyse de données de pointe et aux techniques d’analyse de données par apprentissage automatique et en profondeur.

Nous avons ainsi le projet ASPIS qui est un co-projet INGV-EGO pour l’alerte rapide (quelques secondes), pour lequel nous avons gagné le concours avec la Région Toscane qui finance une bourse. Nous collaborons également avec le réseau de capteurs électromagnétiques de Renato Romero, le flux de données en ligne est actif (voir http://www.vlf.it/virgo/virgo.html) et s’avère très utile pour connaître la pollution électromagnétique à faible bruit sur le site d’EGO, l’objectif étant d’avoir une surveillance propre du bruit global de la Terre.

Nous avons également un accord (crucial pour la science de l’effet de serre) avec la province de Pise, depuis 2006, afin de préserver “le climat sonore autour du site”. Ces dernières années, nous avons reçu plusieurs notifications et demandes d’évaluation d’installations potentiellement bruyantes dans un rayon de 5 km autour de notre site, comme des parcs d’éoliennes, des carrières de terre, des installations de traitement des déchets, des panneaux solaires, des installations de tir… et nous avons trouvé des solutions mutuellement satisfaisantes. Nous avons finalement conclu un accord avec la brigade 46, qui a émis une note pour l’établissement d’une “zone d’exclusion aérienne” autour des parties sensibles de l’interféromètre.