Real-time control for adaptive optics worskshop (Fourth edition)


Organisateur : Arnaud Sevin (LESIA)


Date prévue : 19-21 decembre 2016
Date définitive : 2016-12-19





L'Optique Adaptative (OA) est une technique instrumentale pour la correction d'aberrations évoluant dynamiquement dans un système optique. Un instrument d’OA est généralement composé d’un ou de plusieurs analyseurs de front d'onde (ASO) utilisés pour mesurer les distorsions introduites par ces aberrations, d’un Contrôleur Temps Réel (CTR), qui, à l'aide de ces mesures, calcule et envoie des commandes à un ou plusieurs miroirs déformables (MD) qui compensent ces déformations avant d'envoyer la lumière à l'instrument scientifique.

Cette technologie permet d'obtenir, sur les télescopes astronomiques au sol, une amélioration
significative de la résolution (jusqu'à un facteur 50 pour les futurs télescopes de 30 à 40m de
diamètre), en particulier dans le proche infrarouge en compensant, en temps réel, l'effet de turbulence
atmosphérique.

L'OA se retrouve au coeur des opérations des télescopes de diamètre extrême qui nécessite le contrôle,
à une cadence de l'ordre de la milliseconde, de miroirs déformables avec des milliers de degrés de
liberté. Pour assurer une compensation de la turbulence suffisante, avec une grande stabilité, le temps
de calcul du CTR doit être déterministe à l'échelle de quelques dizaines de microsecondes, et la latence
dans les transferts de données entre les capteurs, les noyaux de calcul et l'optique déformable doit être
minimisée. Pour concevoir cet composant essentiel de l'opération des télescopes géants, la
communauté astronomique est confrontée à des défis techniques, émergeant de la combinaison d'une
bande passante élevée pour le transfert de données, d'une faible latence et des exigences de haut débit.

Répondre aux spécifications de ces systèmes temps réel multi-capteurs traitant des données de manière
intensive, revient à aborder deux thèmes stratégiques du calcul haute performance :
• optimiser l'équilibre entre les performances des processeurs, la capacité de mémoire et l'accès
aux données entre les capteurs, les noeuds de calcul et de stockage, avec des performances
déterministes
• construire des systèmes modulaires, évolutifs et hétérogènes

Le CTR d'un système d'OA à l'échelle de l'E-ELT peut ainsi être considéré comme une facilité HPC
interagissant en temps réel avec des capteurs et des éléments actifs pour s'adapter à l'évolution des
conditions d'observation dans le but de fournir des données scientifiques à l'utilisateur.

Le but de cet atelier est de réunir des spécialistes de l'OA et du calcul haute performance pour faire le
pont entre ces deux thématiques et ouvrir de nouvelles perspectives dans l'instrumentation pour les grands télescopes.