Activités du Centre spatial universitaire de Toulouse
Les pôles de compétitivité Aerospace Valley et Optitec organisaient en avril dernier, dans les locaux de l’ISAE SUPAERO, une journée autour des petits satellites et de leurs charges optoélectroniques. Devant plus de 150 personnes, les représentants d’organismes de recherche et d’industriels spécialisés dans cette nouvelle filière ont présenté les dernières avancées réalisées dans le domaine des satellites dont la masse est comprise entre 1 kg et 50 kg (à comparer aux 1 000 kg d’un satellite Pléiades).
Appelés aussi « CubeSats », ils sont apparus récemment grâce aux progrès réalisés dans la miniaturisation des charges techniques que les satellites transportent pour assurer leur fonction. Leur intérêt réside dans leur faible coût de réalisation et d’exploitation. Rapidement développés, parfois constitués de composants non spatiaux, ils peuvent être réalisés par des PME et des centres de recherche universitaires. Lancés sur des orbites basses comprises entre 350 et 800 km d’altitude, ils ont toutefois une durée de fonctionnement courte qui varie entre 1 et 2 ans.
500 nanosatellites par an en 2021
Les CubeSats sont classés sur une échelle de taille (de 1U à 27U allant de 1,33 kg à 36 kg) et possèdent des interfaces avec le lanceur qui ont été normalisées et qualifiées, ce qui leur permet d’être montés sur presque tous les lanceurs du monde, en complément des satellites principaux. Ils sont utilisés dans les validations technologiques en orbite, dans des missions scientifiques et on prévoit de les utiliser en constellation pour la défense et la société civile. Ils deviennent aussi un outil pédagogique remarquable dans la formation des futurs ingénieurs du spatial. On estime qu’en 2021, 5OO nanosatellites seront lancés par an dans le monde. Le Dr Gustavo Medina Tanco, du laboratoire mexicain LINX, a souligné l’importance de ces petits satellites dans le développement des pays émergents en technologie spatiale.Les présentations du CNES étaient centrées sur le club nano et le programme JANUS. Inauguré en juin 2016, le club nano est une initiative du CNES, qui regroupe plus de 30 acteurs français, universitaires, laboratoires, industriels et startups, afin d’impulser une dynamique cohérente au niveau national et de fédérer les acteurs industriels et académiques du secteur. Le programme JANUS, lancé en 2012, a comme objectif d’apprendre aux élèves ingénieurs comment réaliser des systèmes orbitaux complets, à partir de nanosatellites. Les projets incluent les réalisations du CubeSat, des instruments scientifiques nécessaires à la mission et du segment sol qui permet de communiquer avec le satellite.
Les CSU de Toulouse et Montpellier en pointe
Des Centres Spatiaux Universitaires (CSU), comme ceux de Montpellier et Toulouse, ont été créés afin de réunir des moyens techniques, encadrer les étudiants, rechercher des sponsors, encourager les collaborations entre laboratoires, PME et grands maîtres d’œuvre de l’aérospatial. Trois CubeSats conçus par des CSU seront en orbite dans le courant du mois de mai. Au total, le programme mobilise 1000 étudiants et 150 professeurs, au sein de 12 écoles d’ingénieurs et universités.
Le CSU de Toulouse (CSUT) a été créé fin 2016 dans une convention de Groupement d’Intérêt Scientifique (GIS) qui regroupe 3 laboratoires (ONERA, LAAS-CNRS, IRAP) et 5 partenaires académiques (ENAC, INPT, INSA, ISAE-SUPAERO, Université Toulouse III Paul Sabatier). Ses principaux objectifs consistent à générer des projets collaboratifs interdisciplinaires et coordonner les moyens et méthodes utilisés pour ces projets, afin de promouvoir les usages des nano systèmes spatiaux et participer au développement économique associé. Le CSUT mène une politique dynamique de coopération avec d’autres CSU (Paris, Grenoble et Montpellier), des acteurs régionaux (IRT, Aerospace Valley, Région Occitanie, Toulouse métropole), des partenaires étrangers (russes, européens, japonais, brésiliens) et des industriels (ADS, TAS, CLS). Parmi les nombreux projets collaboratifs menés par le CSUT dans le domaine des nano-satellites, citons les deux programmes de CubeSats 3U (4 kg) déjà développés par le CNES et ISAE-SUPAERO (Eye-Sat et EntrySat) dont les lancements sont prévus fin 2017. Trois autres projets 3U, en cours de développement, auront pour mission d’étudier la rentrée atmosphérique des petits débris, de tester les composants optoélectroniques en environnement spatial et d’écouter le spectre de fréquence radio civil. Enfin une plateforme 12U (16 kg) multifonctions est envisagée, afin d’assurer des missions ambitieuses à moindre coût.
Un démonstrateur de satellite Argos à l’étude depuis mars 2017
La société Nexeya, ETI qui emploie 1000 personnes pour un CA de 120 M€, présentait le programme ELISE qu’elle a démarré en 2014 pour développer une première filière industrielle européenne de nanosatellites. L’objectif est de créer une plateforme modulaire générique et fiable, d’une durée de vie comprise entre 2 et 4 ans. Pour cela, Nexeya s’est associé, en consortium, à 7 PME spécialisées en techniques spatiales. Dans ce contexte, un démonstrateur de satellite Argos, miniaturisé (22 kg), est en cours d’étude pour le CNES depuis mars 2017. Sa date de lancement est prévue en novembre 2019. La roadmap prévoit les premières missions commerciales de nanosatellites dans la gamme 12U à 27U en 2021.
Optitec, le pôle optoélectronique
Le pôle Optitec, implanté en régions Occitanie et PACA, rassemble 250 membres œuvrant dans l’élaboration de systèmes optoélectroniques pour la défense, la santé, la smart city et l’industrie. Dans le domaine de la photonique pour le spatial, le pôle est présent sur trois axes de recherche : les charges utiles optiques, le process industriel optique et les télécoms optiques. Parmi les nombreux exemples présentés, citons les nano et micro caméras (de Systéia), le LIDAR 3D compact et ultraléger (de YellowScan), les communications optiques en espace libre (par l’Institut d’Electronique et des Systèmes de Montpellier). Cinq autres présentations de l’IPAG, ISAE, LAAS, CNES et CEA ont détaillé les charges utiles optiques qui ont été intégrées sur des nanosatellites ainsi que les tests en orbite de composants optoélectroniques.
Mario Martinez
Les 6 et 7 juillet 2017, aura lieu à Paris le 2ème Workshop CubeSat Etudiant, organisé par l’Université Paris Diderot.
Le CSU de Montpellier sélectioné par l’ESA
Le Centre spatial universitaire de Montpellier a été sélectionnée par l’Agence spatiale européenne pour intégrer son programme Fly your Satellite. Une cinquantaine d’étudiants participent à projet de nanosatellite baptisé Robusta 1 D qui sera lancé début 2019. Le premier, Robusta 1 A, a été lancé en février 2012.
