Le centre spatial étudiant : une aventure polytechnicienne

C’est l’his­toire d’un binet atyp­ique dont le tra­vail a duré 10 ans, assuré chaque année par une nou­velle pro­mo­tion qui ne devait pas à chaque fois tout remet­tre en ques­tion. Finale­ment le 17 mai dernier, un satel­lite dévelop­pé par ce binet était mis sur orbite par la sta­tion spa­tiale inter­na­tionale. Pour la suite, les pro­jets ne man­quent pas. 

La forme actuelle du cen­tre spa­tial étu­di­ant de l’X a com­mencé à ger­mer en 2007 sous l’impulsion de Yan­nick d’Escatha (66), alors prési­dent du con­seil d’administration de l’École et du Cen­tre nation­al d’études spa­tiales (CNES).

Au cours des pre­mières années, plusieurs pos­si­bil­ités furent envis­agées pour le nom­mer : Cen­tre spa­tial Jean-François Cler­voy, Insti­tut Le Ver­ri­er, Cen­tre spa­tial éducatif… 

Finale­ment deux noms cohab­itent aujourd’hui et témoignent des évo­lu­tions de l’organisme : Cen­tre spa­tial étu­di­ant (CSE) et AstronautiX. 

AU COMMENCEMENT ÉTAIT L’ASTRONOMIE

His­torique­ment, les pre­mières activ­ités con­cer­naient les obser­va­tions astronomiques et le binet se nom­mait X‑Astro. Puis les X2002 ont com­mencé à réalis­er des pro­jets spa­ti­aux et ont alors fondé Astro­nau­tiX suite à la sélec­tion de leur expéri­ence Parab­ul­liX par l’Agence spa­tiale européenne (ESA).

“ Le spatial est devenu un outil éducatif au service de la formation des élèves ”

La machine lancée, d’autres pro­jets suivirent, à chaque fois retenus par le CNES ou l’ESA pour par­ticiper à des vols Zéro‑G. Il faut cepen­dant atten­dre 2009 pour que les pre­mières réflex­ions sur la créa­tion d’un véri­ta­ble cen­tre spa­tial étu­di­ant soutenu par les lab­o­ra­toires, le départe­ment de recherche et la direc­tion du cycle poly­tech­ni­cien appa­rais­sent, portées par Thibault Gouache (2004) et le Lab­o­ra­toire de physique des plas­mas (LPP) de l’X, dont Lau­rence Rezeau est alors la directrice. 

Le CSE est finale­ment créé en 2010 par Math­ieu Blan­chard (2008), d’abord comme entité à part entière avant d’être rat­taché à Astro­nau­tiX à par­tir de la pro­mo­tion X2013. 

L’IMPULSION VINT DE L’INSTITUT VON KARMAN

Toute­fois, l’événement fon­da­teur du cen­tre spa­tial étu­di­ant a été la par­tic­i­pa­tion au pro­jet européen QB50, organ­isé par l’Institut von Kar­man (VKI) de Brux­elles. Ce pro­jet con­sis­tait à faire con­stru­ire une con­stel­la­tion de satel­lites par les étu­di­ants de 50 uni­ver­sités de par le monde, alors que le VKI fab­ri­querait les instru­ments de mesure à embarquer. 

L’appel à par­tic­i­pa­tion avait été remar­qué par Luc Dar­mé (2009), qui l’avait ensuite pro­posé comme Pro­jet sci­en­tifique col­lec­tif (PSC) pour la pro­mo­tion X2010. 

Une pre­mière équipe s’est alors for­mée autour de Vivien Croes (2010), Gré­goire Bon­nat (2010) et Arnaud Jaoul (2010) pour pos­er les bases finan­cières, organ­i­sa­tion­nelles et tech­niques du projet. 

L’idée était alors de struc­tur­er, autour de ce pro­jet de satel­lite et du CSE, l’École, ses élèves et ses lab­o­ra­toires, mais aus­si les insti­tu­tions et les indus­triels du secteur. 

Le spa­tial deve­nait ain­si un out­il édu­catif au ser­vice de la for­ma­tion des élèves, le cen­tre spa­tial étu­di­ant en étant la plate­forme et l’outil de com­mu­ni­ca­tion. Si les lab­o­ra­toires, LPP et LMD (Lab­o­ra­toire de météorolo­gie dynamique), le CNES et Thales Ale­nia Space ont rapi­de­ment répon­du présent, la direc­tion de l’École s’est mon­trée plus réti­cente à un pro­jet con­sid­éré par cer­tains comme trop « spé­cial­isant », trop « ingénieur » pour le cycle polytechnicien. 

Heureuse­ment, la moti­va­tion des étu­di­ants, avec l’appui du CNES, a su venir à bout des divers­es rigid­ités administratives. 

IL A FALLU APPRENDRE LA FINANCE

Sur le plan budgé­taire, le pro­jet QB50 a été financé par l’Union européenne, au tra­vers de l’Institut von Kar­man, qui a égale­ment con­tribué à une grosse par­tie de nos frais de lancement. 

“ Il a fallu aussi prendre en charge des activités non techniques de recherche de partenaires, de communication… ”

Con­cer­nant notre satel­lite X‑CubeSat, le finance­ment pour les coûts matériels et humains est venu dans un pre­mier temps de Thales Ale­nia Space (10 000 euros la pre­mière année), puis plus mas­sive­ment du CNES (125 000 euros) via son pro­jet Janus (Jeunes en appren­tis­sage pour la réal­i­sa­tion de nanosatel­lites au sein des uni­ver­sités et des écoles de l’enseignement supérieur). 

L’École poly­tech­nique a mis à dis­po­si­tion des locaux au LPP et a financé deux CDD à temps par­tiel. Il a donc fal­lu aus­si nous organ­is­er pour pren­dre en charge des activ­ités non tech­niques de recherche de parte­naires, de communication… 

MONTÉE EN PUISSANCE VERS X‑CUBESAT

Au fil du temps, l’équipe s’est étof­fée : il y a eu ain­si un groupe plus par­ti­c­ulière­ment chargé de l’objet physique lui-même, un autre prenant en charge le sys­tème de con­trôle d’attitude, quand un dernier s’occupait de la station-sol. 

Flo­ri­an Mar­muse indique : « Quand j’ai pris le pro­jet en charge pour le compte de ma pro­mo­tion (X2012), nous étions 21 élèves. Nous avons ter­miné de définir le design du satel­lite et c’est aus­si à ce moment que nous avons réal­isé la sta­tion-sol, située à l’École, dans les locaux du cen­tre spa­tial étudiant. » 

Ensuite, les X2013 et X2014 ont eu à con­stru­ire con­crète­ment le sys­tème, appro­vi­sion­ner les com­posants, les cartes élec­tron­iques, rédi­ger la doc­u­men­ta­tion et assur­er la livrai­son du satel­lite en sep­tem­bre 2016. 

La pro­mo­tion X2015 a enfin dévelop­pé les logi­ciels de traite­ment des don­nées au sol et a assuré la cam­pagne de com­mu­ni­ca­tion à l’approche du lancement. 

Et puis l’ensemble des pro­mo­tions a eu l’immense sat­is­fac­tion de voir notre satel­lite X‑CubeSat enfin mis en orbite le 17 mai dernier depuis la Sta­tion spa­tiale inter­na­tionale, devenant ain­si le pre­mier satel­lite étu­di­ant français à être opéra­tionnel. Il avait rejoint l’ISS le 22 avril 2017, à bord du vais­seau de rav­i­taille­ment Cygnus lancé par une fusée Atlas 5. 

Le satel­lite devrait voir sa charge utile activée cet été, les pre­miers résul­tats étant atten­dus au mois d’août. Il sera alors con­trôlé à par­tir de notre sta­tion- sol sur le Plateau de Saclay et suivi par de nom­breuses équipes sci­en­tifiques et radioa­ma­teurs, en par­ti­c­uli­er à l’université de Mont­pel­li­er, qui dis­pose aus­si d’un cen­tre spa­tial uni­ver­si­taire renommé. 

C’est donc une aven­ture de presque quinze ans, dont six con­sacrés au développe­ment du satel­lite, qui aura mobil­isé 57 élèves mais aus­si plusieurs enseignants, chercheurs et mem­bres de la direc­tion de l’École, dont Patrick Le Quéré (74), ancien directeur adjoint de l’enseignement et de la recherche à Poly­tech­nique, et aus­si directeur de recherche au CNRS. 

En par­ti­c­uli­er, le satel­lite n’aurait pu exis­ter sans le sou­tien de Gérard Auvray, ancien ingénieur d’Alcatel et prési­dent de l’association de radioa­ma­teurs Amsat France, notre chef de projet. 

Deux satel­lites réal­isés par des élèves de l’X (à droite) ou par leurs encad­rants (à gauche).

LA CONTINUITÉ : PREMIÈRE DIFFICULTÉ

Pour con­cré­tis­er cette aven­ture, nous avons néan­moins dû faire face à de nom­breux obsta­cles. De mon point de vue, la prin­ci­pale dif­fi­culté de ce pro­jet était d’assurer la tran­si­tion d’une pro­mo­tion à la suiv­ante. En effet, l’organisation du cycle ingénieur poly­tech­ni­cien oblig­eait chaque équipe à recruter ses suc­cesseurs alors que ceux-ci sor­taient à peine de leur stage FHM (For­ma­tion humaine et mil­i­taire) de pre­mière année, bien avant leur spé­cial­i­sa­tion d’études.

Il fal­lait donc bien anticiper sur ce choix. Quand j’ai été recruté par la pro­mo­tion X2011, nous étions d’abord un noy­au de cinq ou six élèves de la X2012, nous avons ensuite porté la bonne parole auprès de nos cama­rades et nous sommes arrivés au bout du compte ! Pour recruter la pro­mo­tion X2013, nous avions davan­tage com­mu­niqué et avons dû organ­is­er des entre­tiens pour sélec­tion­ner les élèves qui par­ticiperaient au pro­jet. Et ain­si de suite d’année en année… 

Il fal­lait ensuite assur­er la bonne trans­mis­sion des dossiers et infor­ma­tions relat­ifs au pro­jet d’une pro­mo­tion à la suiv­ante : nous util­i­sions pour ce faire une Drop­box, avec toute une archi­tec­ture doc­u­men­taire qui avait mis quelque temps à s’imposer.

Mais nous n’étions pas à l’abri des mau­vais­es sur­pris­es : ain­si lorsqu’un élève quit­tant le pro­jet a eu la malen­con­treuse idée de vider ce qu’il croy­ait être « sa » Drop­box, il a par la même occa­sion effacé toutes les don­nées du pro­jet ! Heureuse­ment, nous avons retrou­vé une sauve­g­arde datant d’un mois ou deux et nous avons pu lim­iter la casse… 

CONFRONTER LES X AU RÉALISME TECHNOLOGIQUE

Nous avons dû faire face à une autre dif­fi­culté : les élèves qui rejoignaient le pro­jet devaient rapi­de­ment et directe­ment se plonger dans sa tech­nic­ité, ce qui est en général très éloigné des approches théoriques aux­quelles ils ont été habitués. Le con­tact avec la réal­ité tech­nologique est rude, et la for­ma­tion des X ne les y a guère préparés. 

Ce n’est pas seule­ment une ques­tion de for­ma­tion, mais aus­si d’approche intel­lectuelle : le poly­tech­ni­cien fraîche­ment inté­gré, fort de ses capac­ités de raison­nement, a une ten­dance naturelle à tout ques­tion­ner, tout remet­tre en cause, et ce sont d’infinis « pourquoi ceci ? », « pourquoi faire comme cela ? », « ne pour­rait- on pas faire autrement… ? » 

Cette atti­tude cri­tique fait toute la richesse du pro­fil poly­tech­ni­cien, mais elle s’accommode mal de la con­ti­nu­ité d’un pro­jet se déroulant sur plusieurs années et pro­mo­tions suc­ces­sives. Il faut bien admet­tre que des choix ont été faits, que des solu­tions indus­trielles sont là et qu’il n’est pas effi­cace de tout remet­tre en ques­tion à chaque étape. Dif­fi­cile exer­ci­ce d’humilité !

Le binet AstronautiX.

LES PROJETS NE MANQUENT PAS

Nous sommes très fiers d’être l’une des 36 équipes uni­ver­si­taires, sur les 50 ini­tiale­ment retenues par l’Institut von Kar­man, qui ont réus­si à aller au bout et à met­tre leur satel­lite sur orbite. 

“ Le contact avec la réalité technologique est rude, et la formation des X ne les y a guère préparés ”

Pour pro­mou­voir ce suc­cès, à la fois auprès de la com­mu­nauté sci­en­tifique et des élèves sur le cam­pus, Adrien Bressy (2015) et Agathe Boutaud (2015) ont organ­isé dans le Grand Hall de l’École une présen­ta­tion des pro­jets spa­ti­aux étu­di­ants de l’X, dont X‑CubeSat, au pro­fesseur Charles Elachi, directeur du NASA Jet Propul­sion Lab­o­ra­to­ry (JPL) de 2001 à 2016 et ancien vice-prési­dent de Caltech. 

Celui qui a dirigé les mis­sions les plus pres­tigieuses de la con­quête spa­tiale, par­mi lesquelles le rover Curios­i­ty, les a encour­agés à con­tin­uer d’entreprendre pour faire rêver et for­mer les poly­tech­ni­ciens grâce au cen­tre spa­tial étudiant. 

Pour la suite, les pro­jets ne man­quent pas : d’abord, bien sûr, un nou­veau nanosatel­lite. Plus gros que X‑CubeSat, il sera doté d’un sys­tème de propul­sion et équipé d’une charge utile dévelop­pée par le LPP. 

Mais aus­si, un autre Cube­Sat sera com­mencé par les X2016 pour l’étude des décharges élec­tro­mag­né­tiques (ESD) avec l’Onera ; un groupe tra­vaillera sur un sim­u­la­teur d’atterrisseur avec le CNES, dans le cadre de son pro­jet Perseus ; une équipe se penchera sur le recy­clage des débris spa­ti­aux avec la start-up « Share My Space » fondée par Romain Luck­en (2012) ; un pro­jet de bal­lon-sonde du Lat­mos analy­sera les décharges élec­triques dans l’atmosphère…

Bref, la relève est déjà assurée ! 

Propos recueillis par Robert RANQUET (72)

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