Comment fonctionne un gravimètre absolu?
Les gravimètres absolus permettent la mesure directe de l'intensité de la pesanteur.
Le principe consiste généralement à mesurer la chute dans le vide d'une masse : le temps de parcours d'une distance donnée permet d'accéder directement à la valeur g.
Le principe du gravimètre absolu FG5 est d’observer la chute libre d’un réflecteur en coin de cube relâché à maintes reprises.
Cette masse-test parcourt 20 cm pendant 0.2 seconde dans une chambre sous vide et est entourée d’un boîtier qui l’accompagne dans sa chute pour éviter les effets de traînée des molécules d’air résiduelles. Ce boîtier est mu par un moteur qui assure les remontées, ainsi que le contrôle des chutes.
La position de la masse est mesurée par interférométrie laser.
Un des bras d’un interféromètre Mach Zender, le faisceau test, est envoyé vers le réflecteur en chute libre, qui le réfléchit vers un autre réflecteur suspendu à un sismomètre longue période (période propre ~ 60 s) qui fournit un référentiel inertiel (Figure). Ensuite, le faisceau test se recombine à l’autre faisceau, dit de référence. Lorsque la masse tombe, elle provoque des franges d’interférence détectées par une photodiode à avalanche et chronométrées par une horloge atomique au rubidium. C’est un laser Hélium Néon stabilisé à l’iode qui fournit l’étalon de longueur ; les mesures absolues de pesanteur sont donc liées directement aux unités de longueur et de temps du S.I.
Notons également que des laboratroires développent des gravimètres à atomes froids, où l'on mesure la trajectoire d'atomes en chute libre.