Pendule de torsion a suspension electrostatique, tres hautes resolutions des accelerometres spatiaux pour la physique fondamentale

Plusieurs projets spatiaux, notamment en physique fondamentale, demandent des accelerometres ayant un bruit de densite spectrale en amplitude de 10#-#1#4 a 10#-#1#5 m. S#-#2/hz#1#/#2, a des frequences allant de 10#-#4 a 10#-#1 hz. Les essais au sol sont limites a quelques 10#-#9 m. S#-#2/hz#1#/#2 par le bruit sismique et la presence de g. Il s'avere impossible de calculer certaines sources de bruit des accelerometres d'apres les travaux existants car elles dependent trop des conditions experimentales. Apres une etude experimentale, il est montre que les essais d'accelerometres au sol ne pourront sans doute pas depasser environ 10#-#1#1 m. S#-#2/hz#1#/#2. Ainsi, afin de faire progresser les connaissances des tres faibles forces qui perturbent les masses d'epreuves des accelerometres, il est developpe un pendule de torsion a suspension electrostatique (ptse) des six degres de liberte. Le bruit en couple du ptse atteint une excellente densite spectrale, de 1,3. 10#-#1#4 nm/hz#1#/#2 autour de 10#-#2 hz. Cela a permis des mesures de raideurs et d'amortissements tres faibles, ainsi qu'une amelioration, d'un facteur dix, de la majoration des fluctuations temporelles des differences de potentiel de contact au coeur de l'instrument. Les consequences sur la conception d'accelerometres a tres haute resolution sont etudiees. L'interet de ce ptse, et plus generalement d'une suspension verticale electrostatique pour des mesures de tres faibles forces, est explore. Enfin, les formes des masses d'epreuves qui pourraient servir a tester le principe d'equivalence en orbite, sans etre sensibles aux gradients de gravite, sont etudiees.