27 Juillet 2018

[Miniaturisation] Nanosats, CanSats... Outils pédagogiques mini pour efficacité maxi

Attirer de nouveaux talent dans la filière spatiale tout en les préparant aux évolutions du secteur. Les supports miniaturisés ne manquent pas d’atouts pour susciter de nouvelles vocations d’ingénieurs.

Largage de CanSat depuis le ballon captif. Crédits : CNES.

Rien de tel pour intéresser les jeunes au spatial que de leur proposer de concevoir et de construire leurs propres objets spatiaux. L’enjeu est de taille, dans la mesure où cette filière d’excellence aura besoin dans les prochaines années de former et de recruter des centaines d’ingénieurs. Dans ce domaine, le CNES a lancé plusieurs initiatives pour sensibiliser des étudiants aux contraintes et à la rigueur de l’environnement spatial mais aussi à sa part de rêve et de passion. Ces projets pédagogiques ont en commun de les faire travailler sur des objets de petite taille intégrants tous les composants essentiels de véritables satellites.

Un satellite dans une cannette de soda

La compétition CanSat propose ainsi aux étudiants de réaliser un satellite miniature dans le volume d’une cannette de soda, et de lui faire réaliser une mission lors de la phase finale organisée lors du rendez-vous annuel C’Space qui a lieu près de Tarbes. Largués par ballon à 150 m d’altitude, ils doivent assurer un certain nombre de fonctions telles que le déploiement de structures ou l’éjection d’éléments avec une arrivée au sol contrôlée, explique Stéphane Fredon, responsable du projet au CNES :

CanSat est un challenge initié à la fin des années 1990 aux Etats-Unis, avec un enjeu pédagogique global, dont la miniaturisation est une composante forte. Il s’agit aussi de montrer qu’on est capable de concevoir des produits spatiaux dans des volumes très restreints, sans les contraintes de l’environnement spatial. 

Dans le cadre de C’Space, les étudiants travaillent aussi sur le développement de fusées expérimentales jusqu’à leur lancement. « Nous développons avec eux aussi bien l’aspect pilotage de fusée que les expérimentations embarquées, poursuit Stéphane Fredon. Plus celles-ci sont complexes, plus nous imaginons des solutions techniques abouties, avec des aspects de miniaturisation importants. »

Affiche de C'Space 2018. Crédits : CNES.

S’initier à toute la chaîne du spatial

Autre projet, les cubesats pédagogiques, initiés par le CNES en partenariat avec l’Ecole normale supérieure de Rennes et l’Université de Nihon, au Japon. L’objectif est de proposer un kit complet permettant aux étudiants de monter et de programmer un satellite semblable aux nanosatellites de 1U (10 x 10 x 10 cm) à 3U (10 x 10 x 30 cm). Equipés de capteurs et de moyens d’optique et de télécommunication, ils sont ensuite insérés dans des drones pour simuler un fonctionnement en conditions réelles, détaille Hubert Diaz, en charge des relations avec l'enseignement supérieur et responsable thématique des projets étudiants au CNES.

Ces cubesats, très proches d’un véritable satellite, permettent d’initier les étudiants à toute la chaîne du spatial : architecture système, ingénierie, programmation, tests et qualifications, transmission… On peut même y intégrer des simulateurs de pannes.

Ces kits seront expérimentés à partir de la rentrée de septembre avec des étudiants du Centre Spatial Universitaire de Montpellier.

Cubesat pédagogique. Crédit : CNES

PRAGMATIC, un programme global pour les étudiants

Lancée en 2012, l’initiative Pragmatic qui concerne aujourd’hui 20 écoles, donne aux étudiants l’occasion de travailler de manière encadrée sur des projets spatiaux innovants. Parmi les projets réalisés à ce jour, les 300 étudiants concernés chaque année ont réalisé un rover martien, plusieurs rovers lunaires ou encore un drone martien. La prochaine étape consistera à mettre à disposition des kits pédagogiques gratuits à partir des travaux réalisés dans le cadre de Pragmatic.

A lire, le nouveau CNESMAG n°77 sur la miniaturisation

Découvrez comment la conquête spatiale est en train de changer d'échelle. Le CNESMAG n°77 est accessible en ligne gratuitement.