Des élèves de polytechnique du Centre spatial étudiant en visite à l’Agence spatiale européenne

Le spatial comme outil éducatif

Dossier : Reconquête spatialeMagazine N°736 Juin 2018

L’engouement pour le spa­tial a atteint l’É­cole avec le développe­ment du Cen­tre spa­tial étu­di­ant de l’École poly­tech­nique (Astro­nau­tiX). Celui-ci promeut les activ­ités spa­tiales sur le cam­pus et coor­donne les dif­férents pro­jets des élèves. Par exem­ple, l’X a placé en juin 2017 le pre­mier nanosatel­lite étu­di­ant français opéra­tionnel en orbite ! 

REPÈRES

Le Centre spatial étudiant de l’École polytechnique (AstronautiX) est un regroupement d’élèves de l’École polytechnique, d’ingénieurs, d’enseignants- chercheurs, d’intervenants des agences spatiales et de l’industrie qui a été créé afin de développer le spatial à l’École polytechnique.
Il se donne notamment pour objectif de promouvoir les activités spatiales sur le campus de l’École polytechnique, d’organiser la réponse aux appels d’offres des agences spatiales pour des projets étudiants, de coordonner et d’assurer le suivi des projets spatiaux étudiants.
Le CSE coordonne l’ensemble des projets étudiants d’ingénierie spatiale de l’École, chacun réalisé en partenariat avec des laboratoires français, internationaux et des entreprises privées ou publiques.

L’École poly­tech­nique n’a pas atten­du Thomas Pes­quet pour voir ses élèves s’intéresser au secteur spa­tial. Nous avons deux astro­nautes par­mi nos anciens, de nom­breux ingénieurs et man­agers du secteur spa­tial dans de nom­breuses entre­pris­es, et la pas­sion se vit dès le campus. 


Des élèves des pro­mos 2013 à 2016 du Cen­tre spa­tial étu­di­ant en vis­ite à l’Agence spa­tiale européenne aux Pays-Bas, octo­bre 2017.

On peut remon­ter à des X2002 qui sont par­tis tester des chaus­sures d’astronautes dans un vol Zéro Grav­ité ! Depuis 2010, nous assis­tons à un change­ment d’échelle : avec la minia­tur­i­sa­tion des tech­nolo­gies, il est désor­mais pos­si­ble pour des étu­di­ants de con­cevoir, con­stru­ire, envoy­er et opér­er un satel­lite dans l’espace.

L’X a placé en juin 2017 le pre­mier nanosatel­lite étu­di­ant français opéra­tionnel en orbite ! Aujourd’hui, le Cen­tre spa­tial étu­di­ant a un local sur le cam­pus, une ingénieure chargée de son développe­ment, un doc­tor­ant en mon­i­torat pour aider à l’encadrement des pro­jets, un satel­lite dans l’espace et plus d’une dizaine de pro­jets spa­ti­aux pour près de 70 étu­di­ants (deux­ième et troisième année) et un bud­get de plus de 50 k€ chaque année. 

Astro­nau­tiX se donne comme objec­tif, en plus de pro­pos­er des pro­jets, de les accom­pa­g­n­er toute l’année en com­plé­ment des tuteurs dédiés et des revues de pro­jets menées avec les départe­ments, de pro­pos­er des for­ma­tions dédiées, d’aider à la recherche de finance­ments, d’encourager et de cofi­nancer la par­tic­i­pa­tion à des con­férences nationales ou internationales. 

Des projets multiples et ambitieux

Vivien Croes polytechnicien, premier doctorant de la chaire Poséidon, soutient sa thèse
Vivien Croes (2010), pre­mier doc­tor­ant de la chaire Poséi­don, sou­tient sa thèse en octo­bre 2017.

Nos pro­jets sont réal­isés en parte­nar­i­at avec des lab­o­ra­toires français ou inter­na­tionaux tels que les lab­o­ra­toires LPP (Lab­o­ra­toire de physique des plas­mas), LMD (Lab­o­ra­toire de météorolo­gie dynamique), Lat­mos (Lab­o­ra­toire atmo­sphères, milieux et obser­va­tions spa­tiales), l’institut VKI (Insti­tut von Kar­man de dynamique des flu­ides) mais aus­si des insti­tu­tions ou entre­pris­es comme le Cnes, l’Onera, Thales Ale­nia Space, ou encore avec des jeunes entre­pris­es telles que ThrustMe, Share­My­Space, ou Mars City Design. 

Par­mi nos pro­jets récents, une com­bi­nai­son mar­ti­enne testée en envi­ron­nement représen­tatif dans le désert avec l’association planète Mars, deux débuts démon­stra­teurs de tur­bopom­pes ou d’atterrisseur pour le pro­jet Perseus avec le Cnes, des par­tic­i­pa­tions au chal­lenge Mars City Design pour imag­in­er la vie sur notre planète voisine. 

Tou­jours en rap­port avec Mars, le pro­jet Plas­ma Mars qui est réal­isé au sein du LPP a pour objec­tif l’industrialisation d’une méthode de pro­duc­tion d’oxygène par plas­ma en envi­ron­nement mar­tien, dévelop­pée en par­tie au Cen­tre de recherche de l’X.

Enfin, nous avons lancé les études pour un nou­veau nanosatel­lite, propul­sé par le moteur NPT30 de ThrustMe, que nous espérons réalis­er en trois ou qua­tre ans, con­tre six pour notre pre­mier projet. 

Un retour sur investissement important pour nos élèves

Près d’un étu­di­ant sur six à l’X fait son pro­jet de deux­ième année sur une thé­ma­tique spa­tiale, et nous souhaitons encour­ager cette ten­dance. Tout en étant essen­tiels pour affirmer la présence de l’École tant au niveau académique que mon­di­al dans ce domaine d’excellence, les pro­jets spa­ti­aux font appel aux nou­velles tech­nolo­gies et con­stituent une péd­a­gogie effi­cace pour for­mer les futurs ingénieurs. Mais surtout, ils ont une part de rêve qu’il est plus dur de trou­ver dans cer­tains autres domaines. 

Nos élèves sont motivés par l’exploration de la Lune, de Mars, l’utilisation astu­cieuse de l’espace pour amélior­er la vie sur Terre, et plusieurs rêvent de devenir astro­nautes ! Même pour ceux qui s’orientent vers d’autres domaines, le secteur spa­tial donne beau­coup de leçons utiles. 

Nos élèves appren­nent la ges­tion de pro­jets com­plex­es, par­fois sur plusieurs années, l’ingénierie de sys­tèmes, l’organisation d’équipes, la rédac­tion de doc­u­ments tech­niques ou sci­en­tifiques, les présen­ta­tions en revue devant des agences spa­tiales ou des lab­o­ra­toires, les con­férences, etc. Ils appren­nent surtout à penser un sujet dans son ensem­ble, à anticiper chaque prob­lème et à ne nég­liger aucune facette : dans l’espace, une analyse oubliée ou une pièce mal dimen­sion­née par rap­port à sa voi­sine ne par­don­neront pas. 

L’éducation par le spatial au Centre de recherche de l’X

Pour nos élèves, le Cen­tre spa­tial étu­di­ant peut égale­ment devenir une passerelle priv­ilégiée pour accéder au monde de la recherche. Plusieurs élèves qui sont passés par le Cen­tre ont pour­suivi ou sont en train de pour­suiv­re une thèse en lien avec le spa­tial sur des sujets très variés. 

Présentation de CubeSat, le satellite de l'École polytechnique
Présen­ta­tion de Cube­Sat par le binet Astro­nau­tiX et le lab­o­ra­toire LMS.

Par exem­ple, sur le cam­pus : au LPP, une chaire ANR (Agence nationale de la recherche) indus­trielle (appelée Poséi­don) en lien avec Safran Air­craft Engines a démar­ré fin 2016 pour qua­tre ans afin de dévelop­per des propulseurs plas­mas de nou­velle généra­tion pour le marché en forte expan­sion des satel­lites en orbite ter­restre basse. 

Dans ce pro­jet, financé par Safran Air­craft Engines et l’Agence nationale de la recherche (ANR), la for­ma­tion par la recherche est un enjeu clé ! Anne Bour­don et Pas­cal Chabert, les deux chercheurs CNRS qui codiri­gent cette chaire au LPP, tra­vail­lent donc avec plusieurs doc­tor­ants sur le pro­jet afin de réalis­er des expéri­ences et des sim­u­la­tions orig­i­nales, fon­da­men­tales et appliquées pour appro­fondir la com­préhen­sion de phénomènes physiques clés dans les propulseurs à effet Hall étudiés chez Safran Air­craft Engines. 

Si cer­tains se deman­dent encore si on a besoin de faire une thèse ou pas pour tra­vailler dans le spa­tial, la réponse pour nous, lab­o­ra­toires tra­vail­lant étroite­ment avec l’industrie, ne fait aucun doute. Pour la recon­nais­sance d’abord : si l’on vise une car­rière inter­na­tionale, le niveau PhD est vrai­ment le niveau le plus recon­nu au niveau international. 

De plus, la thèse est l’opportunité de tra­vailler pen­dant trois ans (en France, sou­vent qua­tre-cinq ans à l’étranger) sur un sujet sci­en­tifique de pointe, d’acquérir une solide exper­tise sci­en­tifique, de tra­vailler dans un envi­ron­nement inter­na­tion­al dans un lab­o­ra­toire de recherche (et pourquoi pas dans un des lab­o­ra­toires du Cen­tre de recherche de l’École poly­tech­nique ?), mais aus­si en présen­tant ses travaux dans des con­férences inter­na­tionales, de rédi­ger des arti­cles sci­en­tifiques, de se for­mer un réseau d’experts sci­en­tifiques inter­na­tionaux, et de com­pren­dre les enjeux de la recherche sci­en­tifique et de l’innovation dans un con­texte nation­al et inter­na­tion­al très concurrentiel. 

Le futur

Pour répon­dre aux nou­veaux défis tech­nologiques du secteur spa­tial, la for­ma­tion par et/ou pour la recherche restera un enjeu clé pour les prochaines années, et les parte­nar­i­ats entre l’académique et l’industrie con­tin­ueront à jouer un rôle important. 

Pour Astro­nau­tiX, le prin­ci­pal enjeu pour les prochaines années est financier : nous devons assur­er la péren­nité finan­cière du Cen­tre. Pour cela, le mécé­nat indi­vidu­el ou d’entreprise d’alumni est une piste que nous cher­chons à creuser.

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