Samedi 24 février, une équipe constituée de Yoann Bendahan, Olivier Broyer, Gabriel Dufaure De Lajarte, Ryan Harmand, Paul Monkam-Daverat et Julie Rollet, cheffe de projet, ont lancé avec succès un ballon-sonde, dans le but de tester l’électronique embarquée développée par les étudiants.
Retour d'expérience de nos étudiants.
Télécommunications, capteurs, énergie… Tels étaient les différents domaines de compétences nécessaires à l’équipe d’étudiants ayant réalisé avec succès le lâcher d’un ballon-sonde, samedi 24 février, à proximité du campus de Brest.
Ce lâcher a été réalisé par six membres motivés du club IMSAT de l'école, une association étudiante de passionnés de technologies spatiales, dans le cadre du projet Commande Entreprise proposé par IMT Atlantique. Cette étape marque une avancée supplémentaire dans le parcours du club, dont l'objectif à long terme est de concevoir un CubeSat, un satellite de 10 cm x 10 cm x 10 cm destiné à surveiller la pollution marine depuis l'espace. Il reste encore beaucoup de travail avant que ce projet ne se concrétise, mais l'équipe est confiante, compte tenu du succès du lâcher.
Des préparatifs minutieux pour garantir le succès de l’opération
Le lâcher s'est déroulé dans un champ gracieusement mis à disposition par un exploitant agricole local. Les étudiants ont entamé les préparatifs en montant le parachute et en testant les différents modes de communication (radio, GPS et SMS) avec la nacelle contenant le système expérimental. Ce système, supervisé par un ordinateur de bord, regroupe des capteurs de température intérieure et extérieure, la gestion de l'énergie et la communication via une carte de télécommunication prêtée par le partenaire Planète Sciences. La nacelle a également permis de tester l'isolation et la structure conçue pour assurer le bon déroulement du vol, notamment en ce qui concerne l'isolation pour garantir la survie des composants électroniques.
Les étudiants ont ensuite été rejoints par un aérotechnicien qualifié, mandaté par Planète Sciences pour superviser les vols de ballons-météo. Ils ont procédé à une série de tests pour vérifier la conformité de la nacelle avec les spécifications de Planète Sciences et les réglementations applicables aux ballons-sondes. Une fois les tests terminés et la nacelle validée par l'artificier, elle a été scellée et les derniers ajustements d'étanchéité ont été effectués, suivis du démarrage du module de communication et de l'ordinateur de bord. Enfin, la nacelle a été ornée d'autocollants permettant de l'identifier comme une expérience scientifique sous l'égide du CNES, ainsi que de numéros de téléphone permettant à quiconque retrouvant le ballon de contacter l'équipe pour le récupérer.
Une durée de vol de plus de 2h30
Puis, place au lâcher ! Afin de gonfler le ballon d'hélium, il a été nécessaire de le placer sous une bâche pour le maintenir au sol et éviter qu'il ne s'envole prématurément en raison des fortes rafales de vent intermittentes. Les membres de l'équipe ont ensuite assemblé les différentes parties du ballon-sonde en attachant la nacelle au réflecteur radar et au parachute, puis le ballon a été progressivement gonflé d'hélium. L'hélium, en raison de sa densité, permet au ballon-sonde de s'élever jusqu'à une altitude déterminée par le poids de la nacelle et le volume d'hélium contenu dans le ballon. Une fois le ballon gonflé et toute la préparation du vol achevée, sur le signal de l'aérotechnicien, ceux qui maintenaient la bâche ont libéré le ballon d'hélium, tandis que celui qui tenait la nacelle a dû accompagner la montée du ballon en courant pour lui permettre de prendre son envol dans les meilleures conditions possibles, compte tenu du vent présent à ce moment-là, qui soufflait par rafales.
Dès que le ballon s'est élancé dans les airs, une partie de l'équipe est partie à sa poursuite en voiture, munie d’un outil radio logiciel afin de capter les émissions radio du ballon tout en le suivant (fréquence 869.45 MHz). Des simulations de vol avaient prévu un atterrissage aux environs de Nantes. De plus, la nacelle transmettait régulièrement sa position grâce à un capteur GPS intégré au système. Une fois que la position GPS était stabilisée, l'équipe a pu rejoindre rapidement la nacelle. La durée de vol du ballon était donc d’environ 2h31.
Pendant le trajet vers le site d'atterrissage du ballon, l'autre partie de l'équipe est restée sur place pour écouter le ballon via la radio et suivre sa position GPS. Le ballon a été suivi par radio pendant les deux tiers du vol, le signal a été perdu peu après l'éclatement du ballon en raison de la distance (près de 200 km du point de lancement). Cependant, l’équipe a réussi à écouter la nacelle pendant la majeure partie du vol, ce qui indique que le système a fonctionné, comme en témoigne la réception de la position GPS du point de chute par SMS jusqu'à la fin. Si les étudiant ont remarqué que les capteurs de pressions, de température et d'humidité n'étaient pas conçus pour résister aux conditions extérieures et aux températures plus extrêmes que celles pour lesquelles ils étaient prévus, ils ont constaté une bonne gestion de l’énergie et l’efficacité de leur système d’isolation thermique.
Des axes d’amélioration pour la suite du projet
Ainsi, le test du système par ballon-sonde a été un succès, mais les étudiants expliquent avoir identifié des axes d'amélioration, notamment en ce qui concerne les capteurs de pression, de température et d'humidité, ainsi que le développement au sein du club ou avec des partenaires externes de solutions pour le stockage des données dans la nacelle et le développement d'une solution de télécommunication, et la complexification de la gestion de l'énergie par l'intégration d'une gestion adaptative des panneaux solaires en vue d'un système électronique final pour le futur CubeSat.
« Ce projet n'aurait pas pu se concrétiser sans l'engagement de nombreux partenaires. Planète Sciences nous a été d'une aide précieuse tout au long du projet en nous fournissant du matériel, une expertise technique et en facilitant les démarches administratives pour obtenir les autorisations de vol le jour J. Nous exprimons notre gratitude à Vincent Riche, Mathieu Mostel, Marie Halley et Coralie Tholimet pour leur contribution essentielle au projet. Ensuite, Irispace nous a soutenus en nous mettant en relation avec des radioamateurs qui nous ont apporté leur aide le jour du lancement, et ils ont suivi attentivement notre projet tout au long de son déroulement. Nous remercions Thomas Bouteraon pour son implication en tant que tuteur entreprise du projet Commande Entreprise et François Gallée, qui a encadré ce projet en tant que tuteur école, et qui nous a accompagnés lors du lâcher. Nous tenions aussi à remercier Pascal Coant pour son aide précieuse pour l’impression de cartes électroniques ainsi que toutes les équipes du département Micro-ondes. Enfin, un grand merci à IMT Atlantique, sans qui ce projet n'aurait pas pu voir le jour », exprime Julie Rollet au nom de toute l’équipe.
L'équipe IMSAT
par Clémence Ballandras
