Un satellite pour UCA est un projet qui ambitionne de doter Université Côte d'Azur (UCA) de son propre nanosatellite en orbite terrestre en faisant appel aux meilleurs étudiants de Master et aux écoles d’ingénieurs. Avec leur taille de quelques dizaines de centimètres et leur coût réduit, ces petits satellites offrent non seulement une démocratisation de l’accès à l’espace et de nouvelles possibilités aux scientifiques.
Les nanosatellites à la conquête de l’espace !
Le 4 octobre 1957, la conquête spatiale démarrait avec Spoutnik, le premier satellite artificiel placé en orbite autour de la Terre. Lancé lors de l'année internationale de la géophysique, ce satellite a permis à des générations de chercheurs et d'ingénieurs de développer des technologies de l'aéronautique et du spatial.
Aujourd’hui, une nouvelle ère spatiale est en marche avec les nanosatellites. Il s’agit de versions ultraminiaturisées des « grands » satellites adaptés au développement de technologies spatiales, à la réalisation d’expériences scientifiques, et à la formation d'étudiants.
Avec ces satellites versions miniaturisées, nous sommes loin des 58 cm de diamètre et des 83,6 kg du satellite Spoutnik. Les nanosatellites de la forme de tout petits cubes pèsent moins de 10 kg et ne mesurent que dix centimètres d'arête. Moins chers que les gros satellites car élaboré en grande partie à partir de composants électroniques existants, ils sont aussi plus rapides à concevoir.
Les nanosatellites peuvent remplir de nombreuses missions comme réaliser des mesures ou procéder à des tests dans l'espace. A titre d’exemple, on peut citer le nanosatellite du Centre National des Etudes Spatiales (CNES), EyeSat, dont l’objectif est de cartographier la lumière zodiacale et la voie lactée, ou bien celui de Montpellier appelé, Robusta-1C, dont la mission est de tester des composants spatiaux (mémoires électroniques) exposés aux radiations.
Par leur faible coût de production et de lancement, ces petites plateformes technologiques ont permis de démocratiser l’accès à l’espace et offre ainsi l’opportunité à des universités de pouvoir concevoir un tel objet spatial.
Faire construire un nanosatellite par des étudiants
Les nanosatellites sont des objets spatiaux qui se caractérisent par leur haut niveau de standardisation, de développement accéléré, de coût relativement faible et par la possibilité de tester de nouvelles technologies spatiales à "bas coût".
Ces objets sont également de formidables plateformes d'apprentissage pour les étudiants.
Le projet Un satellite pour UCA ambitionne de doter Université Côte d’Azur (UCA) de son propre nanosatellite en orbite terrestre. Pour cela, la fabrication d’un nanosatellite de la forme d’un petit cube, appelé CubeSat, est envisagée. Le choix de concevoir et de mettre en orbite un CubeSat n’est pas un hasard au vu de l’objectif final visé. Il s’agit de fonder un « Centre Spatial Universitaire » (CSU) labélisé par le Centre National d’Etudes Spatiales (CNES).
Le CNES soutient, en effet, certaines universités pour encourager des étudiants à s’engager dans la recherche et l’ingénierie spatiale. Une labellisation de sa part octroie ainsi à une université un financement conséquent pouvant aller jusqu’à 250k€, à condition d’être en capacité de développer un produit spatial, tel qu’un nanosatellite de forme cubique (CubeSat).
« Nice cube », un projet pédagogique novateur alliant objectifs scientifiques et technologiques
Pour concevoir et fabriquer un tel objet spatial, un Centre Spatial Universitaire de la Côte d’Azur (CSU Côte d’Azur) a été fondé par Florentin Millour (Lagrange) en juillet 2017. Le CSU Côte d’Azur hébergé par le laboratoire Lagrange, sur le campus de Valrose à Nice reçoit le soutien du CNES en étant intégré au programme JANUS : Jeunes en Apprentissage pour la réalisation de Nanosatellites au sein des Universités et des écoles de l’enseignement Supérieur.
Ce programme offre une expertise de pointe en mécanique spatiale, des formations régulières et des moyens financiers et matériels. Par ailleurs, le Centre collabore avec des entreprises telles que Thalès Alenia Space, Melexis, ST Microelectornics.
Le CSU Côte d’Azur a pour finalité de permettre à des étudiants de mener une partie du projet spatial complet « Nice cube » consistant à mettre au point un satellite au format “CubeSat” d’une taille de 2U. Pour mener à terme ce projet d’envergure, plusieurs phases sont prévues et devraient se déployer sur une durée totale de 5 ans.
La phase 0 concernant la pré-étude de faisabilité et de dimensionnement du projet a débuté en janvier 2018.
Actuellement, le projet est en phase A. Commencée début 2020, cette phase finalise les besoins et repose sur l’étude de faisabilité du projet. Il s’agit d’identifier les contraintes liées aux coûts, opérations, plannings et organisation et de mettre en place des solutions pour chacune d’entre elles.
Avant les phases finales, E et F, comprenant respectivement le lancement du nanosatellite en orbite programmé courant de l’année 2023 et la clôture du projet, l’équipe devra encore passer par 3 phases.
La phase B reposant sur la sélection des solutions techniques pour les concepts déterminés en phase A. Lors de cette étape, la faisabilité technique est confirmée par l’étude des techniques et technologies. Un plan de mangement complet est également réalisé.
La phase C, concerne l’étude de la solution technique retenue. Durant cette phase il est également question de concevoir, en détails, l’engin. Quant à la phase D, elle consiste à fabriquer le nanosatellite et à tester ses différents composants en vue de vérifier leurs performances.
Le projet Un satellite pour UCA avance donc au rythme ces étapes et aussi du cycle scolaire (projets de fin d'études, césures).
Pas moins de 48 étudiants ont déjà été formés aux techniques spatiales au sein du Centre Spatial Universitaire de la Côte d’Azur. Une des principales contraintes du projet repose sur la transmission des informations d'un stagiaire à l'autre. Pour assurer une transmission efficace, la mise en place et la gestion d’une documentation rigoureuse et précise est essentielle.
Le premier projet CubeSat du Centre Spatial Universitaire de la Côte d’Azur se réalise dans le cadre d’un objectif à la fois scientifique et technologique.
L’objectif scientifique visé avec le nanosatellite « Nice Cube » est d’évaluer le niveau de pollution de l’air au sol à partir de l’Espace. Quant au second objectif, il consiste à accomplir une prouesse technologique.Le CubeSat « Nice Cube » doit assurer la démonstration de la transmission des données du satellite vers le sol via un lien optique.
Le principe retenu pour la transmission de données par voie optique est un faisceau optique (LASER) tiré depuis le sol en direction du satellite. Ce faisceau issu du sol est modulé à l’aide d’un rétro-réflecteur embarqué sur le satellite pour transmettre des informations numériques, puis retourné vers une station optique sol. Cela permet notamment de s’affranchir du problème de la puissance disponible à bord du satellite, étant donné que la source lumineuse sera placée au sol. L’utilisation d’un rétro-réflecteur dans le satellite permettra de réduire les contraintes d’orientation du satellite.
Un projet « de taille » pour Université Côte d’Azur (UCA)
Les nanosatellites sont un type de plateforme technologique extrêmement bien adapté pour former de futurs chercheurs et ingénieurs sur les technologies spatiales par une approche “projet” professionnalisante.
Ces plateformes offrent ainsi une formidable opportunité pour des étudiants, encadrés par des enseignants-chercheurs, d'apprendre les technologies, le suivi de projet et d’acquérir des compétences d’excellence exigées par le domaine spatial.
Pour son premier projet pédagogique, le Centre Spatial Universitaire de la Côte d’Azur (CSU Côte d’Azur), s’est donc lancé dans le projet « Nice cube ». Pour rappel, sa mission consiste à définir un système de transmission optique entre un nanosatellite et le sol à l’aide de deux éléments embarqués : un rétro-réflecteur modulé, et une balise optique. Dans le même temps, une station sol optique est en cours de design pour recevoir le signal optique du satellite. Le but final est de mettre au point un nanosatellite en vue de cartographier la pollution atmosphérique au-dessus du ciel niçois et de transmettre des mesures par voie optique à très haut débit, en collaboration avec l’entreprise Thales Alenia Space.
La mise au point du nanosatellite « Nice Cube » repose sur un double enjeu pour Université Côte d’Azur.
Le premier est de démontrer que des étudiants motivés et encadrés par des enseignants-chercheurs dynamiques peuvent construire et envoyer en orbite de petits objets spatiaux. Le second enjeu est de démontrer l’excellence scientifique et technologique d’Université Côte d’Azur (UCA) par la fabrication et l’utilisation de nouvelles technologies spatiales.
Par ce projet de grande envergure, Université Côte d’Azur (UCA) assure à la fois une formation pédagogique novatrice encourageant ses étudiants à se dépasser et une transformation de son paysage.
En effet, avec la création du Centre Spatial de la Côte d’Azur, le projet pédagogique « Nice Cube » aspire à s’ancrer durablement dans le paysage d’Université Côte d’Azur. Au-delà de la création d’une filière d’excellence dédiée à former des étudiants par la fabrication de multiples satellites, ce projet permet aussi d’établir des ponts entre plusieurs disciplines.
Situé au laboratoire Lagrange, le Centre Spatial de la Côte d’Azur est un organisme multidisciplinaire doté de divers moyens matériels : locaux et supports matériels permettant aux étudiants accueillis de travailler sur le projet ; un atelier mécanique pour la conception de prototype ; des salles blanches ; des enceintes thermiques ; des salles de tests et d’intégration optique. En son sein de nombreuses compétences techniques (mécanique, électronique, optique, instrumentation) sont rassemblées et apportées par les laboratoires Lagrange, LEAT, INRIA, Geoazur. De même, diverses formations participent au présent projet comme les masters MAUCA et 3G, ainsi que des écoles comme celle de Polytech Nice Sophia Antipolis et l’école des Mines de Paris. Enfin, le CSU Côte d’Azur mobilise différents moyens en ingénierie spatiale (ingénierie concourante, organisation projet, support technique du CNES).
| L’Académie Systèmes Complexes soutient le projet « Un satellite pour UCA » avec l'Académie "Espace, Environnement, Risques et Résilience" pour encourager la formation des étudiants aux métiers du spatial et de la haute technologie et aussi pour la mise en place d’une filière de formation sur la Côte d’Azur susceptible d’attirer les meilleurs étudiants. L'Académie attribue ainsi 6400€ pour financer 2 stages de M2. |
Retrouvez le site web du projet "Nanosat" d'Université Côte d'Azur en cliquant ici.
Pour plus d'informations, aller sur le site de l'Académie "Espace, Environnement, Risques et Résilience" en cliquant ici.