Les laboratoires d'instrumentation spatiale
de la R&D à l'ingénierie spatiale

Les physiciens, les ingénieurs et techniciens des laboratoires d'instrumentation spatiale ont pour mission d'assurer la recherche & développement (en particulier l'étude, la conception, le développement), puis le suivi de réalisation industrielle et l'étalonnage d'équipements et d'instruments pour les expériences au sol ou embarquées sur satellite.

Cette activité d'ingénierie est menée en liaison étroite avec la communauté scientifique, de façon à satisfaire les objectifs scientifique du programme tout en tenant comptes des contraintes propres à l'environnement spatial. Les astrophysiciens collaborent avec les différents laboratoires instrumentaux du SAp dès la phase d'étude de faisabilité. Ces collaborations se prolongent au-delà de la réalisation des instruments puisque les équipes sont également sollicitées lors des phases finales de tests et d'étalonnage des instruments.
Les objectifs de détection établis par la communauté scientifique à l'origine d'une expérience spatiale ne peuvent être atteints que grâce à une expertise et un développement constant de techniques expérimentales dans le domaine de la détection des rayonnements spatiaux. Les aspects d'électronique embarquée nécessitent quant à eux une expertise en mécanique et thermique, de façon à garantir la fiabilité des instruments soumis aux contraintes propres à l'environnement spatial (vibrations au lancement, vide, cycles thermiques, rayonnements cosmiques). Il est possible d'assurer cette fiabilité en ayant recours aux méthodes d'assurance-qualité spatiale qui constituent un autre volet de compétences du service. Une approche “ système “ apporte une vue générale de l'ensemble des problématiques et des disciplines impliquées. Elle génère une définition des fonctions et interfaces des différentes composantes techniques du projet. La nécessité d'assurer le développement dans des coûts, des délais et une organisation donnée en collaboration avec le CNES et les laboratoires internationaux au sein de consortiums très divers, impose le recours systématique à une organisation en Projets. L'importance de l'enjeu de connaissance précise du comportement d'un instrument embarqué amène à mettre en oeuvre des moyens importants permettant d'acquérir l'information et d'étalonner ces équipements dans des conditions similaires à celles du vol.
En résumé, l'activité d'instrumentation spatiale fait appel à une expertise et à des moyens significatifs dans les domaines suivants :

  • le management de projet;
  • le système spatiale;
  • les détecteurs spatiaux et la R&D associée;
  • la modélisation et la connaissance de l'environnement radiatif spatial;
  • l'assurance qualité spatiale, volontairement axée sur l'assurance produit;
  • l'architecture électronique et le développement d'électronique de bord;
  • l'architecture logicielle de bord;
  • l'architecture mécanique et thermique embarquée;
  • l'activité d'assemblage, d'intégration et de tests des équipements dans un environnement simulant le lancement et le milieu spatial;
  • l'architecture et le développement des moyens d'essais spécifiques et contractuels des équipements embarqués;
  • l'acquisition de données, l'étalonnage et le traitement des données.
 

Pour une meilleure maîtrise des produits livrés aux agences spatiales, les laboratoires d'instrumentation spatiale s'orientent depuis quelques années vers le développement d'instruments complets embarqués (par exemple une caméra assortie de son électronique de contrôle et d'acquisition). Les activités instrumentales sont fédérées dans les quatres laboratoires suivants :


Les compétences des physiciens et ingénieurs du SAp sont reconnues en dehors du CEA notamment dans les réseaux de compétences spatiale du CNES ; les Centres de Compétences Techniques (CCT).
Certains physiciens et ingénieurs participent enfin à des activités de formation des étudiants, telles que :
Module de formation à la conduite de projet dans le cadre des cours de deuxième année de thèse de l'Ecole Doctorale d'Astrophysique d'Ile de France;
Enseignement sur les détecteurs (DESS collection du signal en X et gamma);
Travaux Pratiques (DESS collection du signal en X et gamma).

 

Maj : 06/07/2007 (1747)

 

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