L’originalité de l’équipe "théorie et métrologie" est de développer une grande partie de la chaîne d’analyse, depuis les données bas niveau jusqu’aux modèles théoriques alternatifs pour les décrire. La précision des observations et des expériences ne cesse de s’améliorer. En parallèle des progrès technologiques qui permettent d’atteindre des objectifs scientifiques de plus en plus ambitieux, il est impératif de développer des modèles théoriques de plus en plus fins pour pouvoir analyser les mesures et observations réalisées. Les effets relativistes deviennent de plus en plus importants dans les modèles théoriques nécessaires pour analyser les futures observations ou données de missions spatiales.

Au sein de l’équipe "théorie et métrologie", nous travaillons au développement purement théorique de ces modèles qui incluent la dynamique orbitale des satellites, la propagation de la lumière, la définition des observables, la construction de systèmes de référence cohérent au niveau relativiste. De plus, nous sommes également impliqués dans l’implémentation pratique de ces modèles dans les logiciels qui sont utilisés lors de l’analyse des diverses observations et expériences.

A titre d’exemple, nous avons développé un logiciel de simulation, de traitement et d’analyse des données de la mission ACES (Atomic Clocks Ensemble in Space) dont l’objectif est la comparaison en temps réel d’horloges atomiques à bord de la station spatiale internationale avec des horloges atomiques au sol, afin de réaliser des tests de physique fondamentale. Nous avons aussi développé des logiciels de simulation et d’analyse des données pour la mission spatiale Microscope dont l’objectif est le test du principe d’équivalence, pour la mission spatiale LISA afin de pouvoir en extraire les ondes gravitationnelles et tester la physique fondamentale, ainsi que pour les constellations de satellites GNSS afin d’effectuer des tests du décalage gravitationnel des horloges et la détection de matière noire. Nous avons développé des modèles astrométriques de haute précision, prenant en compte tous les effets relativistes pertinents à la précision de la micro-seconde de degré d’arc, pour les implémenter dans les logiciels d’analyse des données de la mission GAIA, qui est consacrée à la mesure de la position, de la distance et du mouvement des étoiles.