CURRICULUM VITAE Vianney LEBOUTEILLER October 30, 2015 CONTACT & INFORMATIONS PERSONNELLES Vianney LEBOUTEILLER, Chargé de recherche Service d Astrophysique - Laboratoire AIM phone: +33-1-69-08-92-62 L Orme des Merisiers, CEA/Saclay fax: +33-1-69-08-65-77 91191 Gif-sur-Yvette FRANCE vianney.lebouteiller@cea.fr, myravian@gmail.com Né le 2 Juin 1979 à Alençon (France), marié http://www.myravian.fr Langues pratiquées: Français, Anglais (couramment), Espagnol, Allemand (scolaire). ÉDUCATION & EMPLOI EMPLOIS 01/2014-, Chargé de recherche 1 ere classe CNRS, affecté au Laboratoire AIM au CEA (France). 07/2013-01/2014, Chercheur associé (post-doctorat) à l Université de Cornell (Etats-Unis) Construction de l atlas spectral haute-résolution Spitzer/IRS. 05-06/2013, Attaché de recherche (post-doctorat) au CEA, Service d Astrophysique (France). 03-04/2013, Attaché de recherche (post-doctorat) au LUTH à l Observatoire de Paris-Meudon (France) dans le cadre de l ANR SYMPATICO. 04/2010-02/2013, Attaché de recherche (post-doctorat), bourse CEA Eurotalents 1 au CEA, Service d Astrophysique (France) Emphase sur le chauffage et refroidissement du milieu interstellaire, et sur les traceurs de la formation d étoiles dans les galaxies proches avec le téléscope spatial Herschel. 11/2005-03/2010, Chercheur associé (post-doctorat) à l Université de Cornell (Etats-Unis) Emphase sur les régions de photodissociation dans le groupe de J.R. Houck, PI du spectrographe infrarouge IRS à bord du télescope spatial Spitzer. 10/2002-10/2005, Doctorat à l Institut d Astrophysique de Paris (IAP, France) Abondances chimiques dans le gaz ionisé et neutre des régions de formation d étoiles avec le télescope UV lointain FUSE. Directeur: Daniel Kunth. ÉDUCATION 2005: Doctorat en Astrophysique et Instrumentations Associées à l Université Paris 6 Pierre et Marie Curie (France). Mention Très Honorable. 2002: Master 2 (DEA) en Astrophysique et Instrumentation à l Université Paris 6 Pierre et Marie Curie (France). Mention Bien. 1 Programme co-financé par la Commission Européenne, http://eurotalents.cea.fr/ 1
2001: Master 1 (Maîtrise) en Physique Fondamentale à l Université Paris 6 Pierre et Marie Curie (France). Mention Assez Bien. 1998-2000: DEUG-Licence en Sciences de la Matière" (physique, chimie et mathématiques) à l Université de Caen (France). Mention Bien (DEUG2) et Assez Bien (DEUG1, Licence). 1997; Baccalauréat section Sciences. Mention Assez Bien. THÈMES DE RECHERCHE Évolution chimique des galaxies Histoire du taux de formation d étoiles dans les galaxies Chauffage et refroidissement du milieu interstellaire Propriétés des molécules et de la poussière dans le milieu interstellaire FINANCEMENTS Je suis co-investigateur de plusieurs financements attribués par le programme d archive et d analyse de données de la NASA (ADAP), et qui sont tous reliés à l atlas spectral CASSIS que j ai créé (Lebouteiller et al., 2011a). Ces financements servent à payer des ingénieurs, post-doctorants et étudiants, des voyages et de l équipement informatique: Building the Legacy of the Spitzer/IRS instrument, 2011, PI Sloan (Cornell), $764, 840. Optimal Extraction of High-Resolution Spectra from the Spitzer/IRS, 2012, PI Sloan (Cornell), $413, 848. IDEOS: The IR Database of Extragalactic Observables from Spitzer, 2012-2013, PI Spoon (Cornell), $204, 490. Adding Emission Line Diagnostics To The Infrared Database of Extragalactic Observables from Spitzer (IDEOS), 2015-2016, PI Spoon (Cornell). Onze orbites ont été allouées à mon programme d observation avec le télescope spatial Hubble (programme 13697). Je co-gère le budget américain avec Sara Heap (STScI, Baltimore). En Europe, j ai reçu des financements externes via plusieurs projets: Herschel: the spyglass to unveil obscured stellar formation, 2012, PI Galametz (IoA), $6, 000. Collaboration internationale entre les équipes Herschel KINGFISH à l IoA, Cambridge et DGS au CEA, Saclay. Les principaux objectifs sont de réaliser des modèles de SED et de préparer les suivis au sol, en particulier avec ALMA. SAGE: Surveying the Agents of a Galaxy s Evolution: Spitzer Survey of the Large Magellanic Cloud, 2010, PI Madden (CEA). Financement pour voyages et organisation de réunions pour le groupe de collaboration international SAGE (17 laboratoires en France, au Japon, et au Royaume-Uni). HERITAGE: the LMC and SMC and physical conditions of star formation at low metallicity, 2013-2015, PI Madden (CEA) $60, 000. Financement de l INSU pour voyages et organisation de réunions pour le consortium Herschel HERITAGE, qui rassemble des chercheurs de plus de 10 pays. Synthetic multiphase analysis of the ISM of cosmic objects (SYMPATICO), 2010-2013, PI Madden (CEA) & Le Petit (Meudon) $420, 000. Ce financement, attribué par l ANR, permet d associer les expertises du CEA et de l Observatoire de Meudon dans la modélisation de galaxies, avec une emphase sur le modèle PDR de Meudon dévellopé par les co-investigateurs Le Bourlot et Le Petit. Le financement sert à payer 2 post-doctorants, des voyages et l organisation de réunions. EXPÉRIENCE AVEC LES OBSERVATIONS J observe principalement des galaxies à flambée de formation d étoiles, dans tous les domaines de longueur d ondes: UV lointain (FUSE, HST/STIS, HST/COS), dans l optique (HST/WFPC2), l infrarouge (Spitzer, Herschel, SOFIA), and le domaine sub-mm/radio (ALMA, MOPRA, APEX, JCMT, IRAM). Je suis co-investigateur 2
de nombreux programmes au sol, de programmes Spitzer et Herschel, qui observent une gamme variée de types de galaxies. Une sélection de mes principaux programmes en PI sont listés ci-après: ALMA. The structure and properties of the molecular gas in the unique environment of N 11B in the Large Magellanic Cloud (7h). Proposition Cycle 1 et Cycle 2 classée dans les 10-20% de toutes les propositions soumises. Cette proposition s ajoute à 2 autres programmes en co-investigateur et qui observent le Grand Nuage de Magellan (PI Indebetouw, Early Science, et PI Fukui, Cycle 1). Proposition acceptée cycle 2 Tracing the Star Formation at z=6.11 with [O III] (PI Madden). Hubble. Does star formation proceed differently in metal-poor galaxies? (11 orbites). Observations avec l instrument UV-lointain COS de plusieurs galaxies naines proches, en spectroscopie en absorption. SOFIA. Revealing the origin of the [C II] 157 line with the multi-phase environment of the N 11 H II region (20h). Deuxième plus long programme pour le Cycle 1. Herschel. Unveiling the warm molecular gas of dwarf galaxies (5h): Observations des hautes transitions de CO dans les galaxies naines avec l instrument FTS. PACS spectroscopic follow-up of the Dwarf Galaxy Survey (30h): Observations PACS des raies de refroidissement dans une dizaine de galaxies pauvres en métaux. Spitzer. Study of the ISM in the nearby galaxy IC10 (10h). Insight into ultracompact H II region formation in 30 Doradus and the influence of supernovae shocks (10h). Spectral mapping of the planetary nebula NGC 40 (3h). Dense and diffuse H 2 in star-forming galaxies (5h). Autres observatoires au sol. Low-metallicity star-formation: where is the molecular gas? Observations IRAM des basses transitions CO dans les galaxies pauvres en métaux. Cette proposition fait partie d un grand programme pour observer CO avec APEX, MOPRA et le JCMT. IMPLICATION DANS LES CONSOR TIA Je fais partir de nombreux consortia, avec en particulier le groupe SAG2 (Herschel Science Advisory Group) qui étudie les galaxies de l Univers proche. Les plus importants consortia Herschel dans lesquels je suis impliqué sont: Dwarf Galaxy Survey (DGS) (PI Madden), un programme-clé qui observe la poussière et le gaz dans 40 galaxies naines, y compris les galaxies les moins métalliques connues dans l Univers proche. Je suis responsable de la spectroscopie avec l instrument PACS. Physical Processes in the Interstellar Medium of Very Nearby Galaxies (PI Wilson), un programme-clé qui observe la poussière et le gaz dans de nombreux types de galaxies (spirales, starbursts, noyaux actifs,...). Herschel Reference Survey (PI Eales), un programme-clé qui observe le continu de poussière dans plus de 300 galaxies de types et morphologies divers. SHINING (PI Sturm), un programme-clé qui observe plusieurs galaxies pauvres et métaux et résolues spatialement, y compris la galaxies starburst la plus proche connue, IC 10 ( 700 kpc). HERITAGE (PI Meixner), un programme-clé qui observe les Nuages de Magellan, faisant suite à plusieurs grands programmes Spitzer (par ex: SAGE, SMC-spec...). HERITAGE observe des objets variés qui permettent d étudier le cycle de la poussière et la formation d étoiles. HERUS (PI Farrah), qui observe plusieurs dizaines de galaxies ultralumineuses en infrarouge et de noyaux actifs. HERUS fut le programme extragalactique le plus long du Cycle 1. Je suis responsable de la spectroscopie PACS (analyse, interprétation et gestion du groupe). CONFÉRENCES J ai participé à de nombreuses conférences internationales, et présenté plus d une dizaine de contributions orales sur des sujets variés, y compris les abondances chimiques dans les galaxies, les régions de photodissociation, le chauffage/refroidissement du milieu interstellaire ou les pipelines et algorithmes d extraction spectrale. Sélection de contributions invitées Dust and gas properties in nearby galaxies. Contribution invitée, revue, pour la conférence SPICA 3
science workshop, à Leiden (Pays-Bas), en Mai 2014. Invitation aux ateliers C + as an Astronomical Tool et Magellanic Cloud Star Formation, au Lorentz Center à Leiden (Pays-Bas), en Février 2013. Présentations sur Photodissociation regions in the LMC. Star-forming gas tracers in external galaxies - Preparation to ALMA. Contribution invitée pour le Specialist discussion meeting" tenu en Mars 2011 à la Royal Astronomical Society à Londres (Royaume- Uni). Is there any pristine gas in nearby star-forming galaxies? Contribution invitée pour la conférence IAU 255 Low-metallicity star-formation, from the first stars to dwarf galaxies" tenue en 2008 à Rapallo (Italie). Sélections de contributions récentes non-invitées The Cornell Atlas of Spitzer Spectra and the recent advances in the extraction of complex sources (contributed). Pour la conférence Astronomical Data Analysis Conference (ADA7) en May 2012 à Cargese, France. The ISM structure in low-metallicity environments probed by the far-infrared cooling lines (contributed). Pour la conférence Star formation in dwarf galaxies" en June 2012 à Flagstaff, USA. New insights on the neutral ISM of dwarf galaxies: chemical abundances and gas heating (contributed, voyage annulé). Pour l IAU 292 Molecular Gas, Dust, and Star Formation in Galaxies" en Août 2012 à Pékin, Chine. ENCADREMENT D ÉTUDIANTS ET ENSEIGNEMENT J ai encadré de manière active plusieurs étudiants au fil de mes recherches: Étudiants en Licence: Yau Lun Tang (Cornell, spécialité informatique, 2005) pour convertir le logiciel Spitzer/SMART en Python. Christopher Goes (Cornell, majeure physique, 2013-14) pour construire une PSF sur-échantilloné pour les modules haute-résolution de Spitzer/IRS. Ashley Wilkins (Cornell, majeure physique, 2005) pour un de mes programmes PI Spitzer. Paul Zivick (Cornell, stage d été, 2013) pour l analyse des observations Spitzer des lunes d Uranus. Étudiants en Master: Mélanie Chevance (CEA, 2013) Étudiants en thèse: encadrement de Yanling Wu (Cornell, soutenance en 2007), Diane Cormier (CEA, soutenance en 2012) et maintenant Mélanie Chevance (CEA). J ai enseigné à différents niveaux et pour des étudiants dans des cursus différents. J ai d abord enseigné des TD de mécanique et d informatique en 2006 à l Université de Marne-la-Vallée. J ai aussi donné de nombreux cours privés de physique et chimie entre 2001 et 2006 à des étudiants jusqu à un niveau de Master de physique. J ai participé à l encadrement d étudiants lors de l ecole doctorale INTERNATIONAL Young Astronomer School on Exploiting the Herschel and Planck data à Sèvres (France) en Avril 2013. En plus de l aide sur les sessions pratiques, j y ai présenté l outil d analyse de données PACSman dont je suis responsable. Vulgarisation et partage du savoir Pendant ma thèse, j ai présenté une introduction aux galaxies pour des élèves en primaire, collège et lycée, dans le cadre du forum La Science et Nous organisé par le Conseil Général du Val-de-Marne, l ASTS (association science technologie société) et la ville de Fontenay-sous-Bois en Octobre 2002. J ai aussi choisi un cours de vulgarisation pour mon cursus post-master. Mon projet consista à créer un site internet 2 pour expliquer la couche d ozone aux enfants, d une manière ludique et illustrée. À l Université de Cornell, j ai participé à l organisation de nombreuses manifestations telles que Expanding your Horizons, pour nourrir l intérêt scientique des jeunes filles, et à de nombreuses sessions 2 http://www.myravian.fr/ozone/accueil.html, en cours de mis à jour. 4
d observation pour les étudiants de l Université dans le cadre de leur cursus. Plus récemment, j ai présenté une conférence grand public en Octobre 2011 à l Université Populaire de Saint-Michel-sur-Orge (France). Le sujet est La Place de l Homme dans l Univers, un exposé à la croisée de l astronomie et de la philosophie. J ai présenté cette même conférence à l Université de Caen (France), et je vais la présenter encore dans l ensemble scolaire Saint-François de Sales à Alençon (France) MODÉLISATION & COMPÉTENCES INFORMATIQUES J ai utilisé intensément plusieurs modèles pour l interprétation des observations: Le code de photoionisation Cloudy (Ferland et al., 1998) pour le transfert radiatif dans le milieu interstellaire des galaxies. J ai aussi collaboré avec N. Abel (Université de Cincinnati, USA), qui a développé le code pour la connection région H II-PDR pour Cloudy (Abel & Ferland, 2006). Plusieurs codes spécifiques pour les PDRs, avec en particulier le code PDR Meudon (Le Petit et al., 2006) et RADEX (van der Tak et al., 2007). J ai modélisé les spectres d absorption des photosphères d étoiles O et B avec TLUSTY (Lanz & Hubeny, 2003, 2007). J ai aussi participé au développement de la procédure d ajustement de profile de raies spectrales Owens (Lemoine et al., 2002), écrite en en Fortran, qui est capable d ajuster le profil de plusieurs centaines de composantes avec des paramètres corréles. Mes recherches m ont amené à écrire plusieurs outils écrits en IDL, Python, C, C++ et Fortran. L atlas spectral Spitzer CASSIS (Lebouteiller et al., 2011b) utilise de multiples scripts SQL, Python, Perl et PHP. GESTION DE PROJET & OUTILS POUR LA COMMUNAUTÉ L ATLAS Spitzer CASSIS Je suis le chef de projet de l atlas spectral CASSIS pour Spitzer CASSIS 3 atlas (Lebouteiller et al., 2011b). CASSIS rassemble plus de 15 000 spectres dans l infrarouge moyen (5 38 µm) observé par l IRS (Houck et al., 2004) à bord de Spitzer (Werner et al., 2004) avec le meilleur signal-sur-bruit jamais publié. Le pipeline inclut plus de 12 000 lignes de code IDL qui s ajoutent à l environnement SMART ( 300 000 lignes, voir plus bas), une interface web, et des scripts Python, Perl et SQL côté serveur. Le pipeline est complétement automatique, du nettoyage des mauvais pixels du détecteur à l extraction spectrale, avec des arbres de décisions. En 2012, 16 articles ont utilisé CASSIS, avec un taux mensuel croissant. Les premières applications concernent la mesure du taux de formation d étoiles dans les galaxies submillimétriques (Sargsyan et al., 2011, 2012). Plusieurs financements du programme d archive et analyse de données de la NASA (ADAP) ont été attribués pour étendre l atlas CASSIS à d autres observatoires infrarouge et maximiser les retombées scientifiques. En 2014, nous intégrerons les spectres haute-résolution à CASSIS, ce qui en fera l atlas complet des spectres IRS publiables. LOGICIEL POUR LA RÉDUCTION ET L ANALYSE DES DONNÉES Spitzer/IRS Je suis le chef de projet du Spectroscopy Modeling Analysis and Reduction Tool (SMART; Lebouteiller et al. 2010) pour l instrument Spitzer/IRS. SMART rassemble plus de 1 000 programmes IDL programs gérés par contrôle de version (SVN). Depuis la publication de l article référence (Mai 2010), 38 travaux ont été publiés qui utilisent les principales avancées que j ai développées pour SMART. Ces dernières concernent l utilisation d une PSF sur-échantillonée et le développement de l extraction optimale pou la première fois pour l IRS. Cet algorithme permet notamment d extraire des sources multiples/mélangées et des sources avec une émission étendue. Ces nouvelles possibilités sont parfaitement illustrées dans Fox et al. (2010), où l émission d une supernova est séparée de celle de la galaxie hôte. Au cours du développement de SMART, j ai encadré 2 étudiants en Master. Je suis maintenant en phase de transition, du développement pur à la maintenance et support aux utilisateurs. J ai été contacté par l équipe JWST/MIRI pour la conversion de l algorithme d extraction optimal, l instrument MIRI présentant 3 http://cassis.astro.cornell.edu 5
de nombreuses similitudes avec Spitzer/IRS. LOCIGICIEL PACSMAN POUR L ANALYSE DE DONNÉES Herschel/PACS J ai développé une suite de logiciels (écrits en IDL, Jython et Python) pour améliorer la réduction et l analyse des données provenant du spectroscope intégrale de champ PACS (Poglitsch et al., 2010) à bord d Herschel (Pilbratt et al., 2010). La suite de logiciel et ses premières applications sont présentés dans Lebouteiller et al. (2012). Les programmes incluent un algorithme de correction des rayons cosmiques, une routine d ajustement de profil de raies et une routine de projection de carte spectroscopique. PACSman est maintenant utilisé par plusieurs groupes au CEA et aussi pour tous les programmes Herschel dont je fais partie. SERVICES & AUTRES RESPONSABILITÉS Je suis fréquemment contacté par Astrophysical Journal, Astronomy & Astrophysics et Monthly Notices of the Royal Astronomical Society depuis 2007 pour réviser des manuscripts. Les articles concernent le plus souvent l évolution chimique des galaxies et la formation d étoiles, avec une emphase plus ou moins prononcée sur les galaxies bleues compactes et les régions H II géantes observées de l UV lointain à la radio. Je suis co-organisateur de la réunion du groupe Nearby Universe Galaxy group au CEA. Cette réunion hebdomadaire consiste principalement à discuter de l avancement des projets, guider les étudiants dans leur travail et les impliquer dans d autres projets STAGES J ai effectué mon stage de maitrise (Master 1) au Service d Aéronomie à Verrieres-le-Buisson, sous la direction d Annie-Chantal Levasseur-Regourd, pendant 2 mois, sur le sujet Étude théorique et expérimentale de la diffusion par une distribution de particules. Préparation à l expérience ICAPS/CODAG/LSU sur la Station Spatiale Internationale. Mon stage de recherche de DEA (Master 2) a éé réalisé à l Institut d Astrophysique de Paris, sous la direction de Daniel Kunth, pendant 3 mois, sur le sujet Abondances dans le gaz neutre de la galaxie bleue compacte I Zw 36. INSTRUMENTATION En DEA (Master 2), j ai effectué un stage au CETP (maintenant IPSL/LATMOS) pour étudier la fonction de répartition des électrons la sortie d une galette à microcanaux. Mes recherches m ont amené à me familiariser avec plusieurs concepts instrumentaux, tels que les détecteurs en carbure de silicium pour la sensibilité dans le domaines UV lointain, les détecteurs en infrarouge et spectrographes à intégrale de champ. Les outils que j ai créés pour Spitzer et Herschel ont en commun de maximiser le potentiel des instruments en tenant compte de toutes les propriétés et artefacts instrumentaux. Mes diverses implications dans l instrumentation sont aussi motivées par des projets à plus long terme. Bien que l ère des télescopes infrarouge et sub-millimétrique soit des plus intéressantes, celle-ci est accompagnée par un âge sombre pour l astronomie ultraviolette, qui restera sans mission conséquente pendant plus de 20 ans. Cela semble contradictoire avec les capacités uniques des télescopes UV lointain pour accéder: aux traceurs du milieu intergalactique, du milieu interstellaire et des atmosphères stellaires; à la plupart des transitions dans le milieu interstellaire 4, au continuum Lyman, qui permet de contraindre, entre autres, le taux de photons ionisant qui s échappent dans le milieu intergalactique; au deutérium, qui apporte des contraintes importantes sur la nucléosynthèse primordiale. Pour des performances optimales, un télescope observant dans l UV lointain doit être en orbite basse 4 Les niveaux excités de la plupart des atimes se trouvent à plus de 4 ev du niveau fondamental, ce qui correspond à des transitions au-dessous de 3000Å. 6
( 500 km) pour éviter l absorption par N 2 et O 3. J ai pour objectif, à plus ou moins long terme de participer à, ou d initier, un projet visant la construction d un tel télescope. 7
References Abel, N. P. & Ferland, G. J. 2006, ApJ, 647, 367 Ferland, G. J., Korista, K. T., Verner, D. A., et al. 1998, PASP, 110, 761 Fox, O. D., Chevalier, R. A., Dwek, E., et al. 2010, ApJ, 725, 1768 Houck, J. R., Roellig, T. L., van Cleve, J., et al. 2004, ApJS, 154, 18 Lanz, T. M. & Hubeny, I. 2003, ApJS, 146, 417 Lanz, T. M. & Hubeny, I. 2007, ApJS, 169, 83 Le Petit, F., Nehme, C., Le Bourlot, J., & Roueff, E. 2006, ApJS, 164, 506 Lebouteiller, V., Barry, D. J., Spoon, H. W. W., et al. 2011a, ApJS, 196, 8 Lebouteiller, V., Bernard-Salas, J., Sloan, G. C., & Barry, D. J. 2010, PASP, 122, 231 Lebouteiller, V., Bernard-Salas, J., Whelan, D. G., et al. 2011b, ApJ, 728, 45 Lebouteiller, V., Cormier, D., Madden, S. C., et al. 2012, A&A, 548, A91 Lemoine, M., Vidal-Madjar, A., Hébrard, G., et al. 2002, ApJS, 140, 67 Pilbratt, G. L., Riedinger, J. R., Passvogel, T., et al. 2010, A&A, 518, L1 Poglitsch, A., Waelkens, C., Geis, N., et al. 2010, A&A, 518, L2 Sargsyan, L., Lebouteiller, V., Weedman, D. W., et al. 2012, ApJ, 755, 171 Sargsyan, L., Weedman, D. W., Lebouteiller, V., et al. 2011, ApJ, 730, 19 van der Tak, F. F. S., Black, J. H., Schöier, F. L., Jansen, D. J., & van Dishoeck, E. F. 2007, A&A, 468, 627 Werner, M. W., Roellig, T. L., Low, F. J., et al. 2004, ApJS, 154, 1 8