Créer un écosystème pour accomplir une mission

Le marché étant en très forte croissance notamment pour les méga constellations, on passe désormais de l’artisanat à la production en série.

Le secteur spatial, resté longtemps un marché peu étendu, est soumis à une renaissance industrielle comparable à celle de l’aéronautique civile, une industrie où Dassault Systèmes trouve son origine, a gagné ses premiers clients, et bénéficie d’une légitimité incontestable. Comme dans l’aéronautique, il faut dans le spatial gérer la complexité des produits sur le long terme (un satellite reste en orbite en moyenne une quinzaine d’années et ne rentre pas sur son pas de tir pour être modifié).

La définition des concepts en avance de phase, la capacité à évaluer toutes les alternatives de conception et par la suite à modifier les paramètres de la mission initiale sont très importantes. Il faut donc répondre à ce besoin supplémentaire d’ingénierie tout en modifiant les systèmes de production. En effet, le marché étant en très forte croissance notamment pour les méga constellations, on passe désormais de l’artisanat à la production en série.

Dans dix ans, avec 50000 satellites en orbite, soit dix fois plus qu’aujourd’hui, la planète elle-même ainsi que tous les déplacements qui s’y produisent et tous les objets connectés, seront scrutés en permanence. L’espace va devenir un complément de la 5G. Une voiture autonome utilisera la 5G en ville, mais aura besoin du satellite dans les zones non couvertes par ce réseau.

Il s’agit d’une évolution majeure qui appelle un changement de paradigme, et pas seulement dans le domaine spatial. Outre le fait de savoir développer et construire une constellation de satellites, il faut désormais pouvoir modéliser et simuler le comportement d’un avion, d’une voiture, d’un bateau au sein de son écosystème (un système de systèmes), notamment pour les communications. Il s’agit donc d’assurer non seulement l‘architecture fonctionnelle de ce “système de systèmes”, mais également d’en démontrer la performance. Que cela concerne la régulation du trafic aérien, la conduite autonome, ou la mobilité urbaine, les changements sont fondamentaux et notre technologie, en particulier fondée sur CATIA Cybersystèmes, permet justement de répondre à ces défis.

David Ziegler, Vice-président Aéronautique et Défense, Dassault Systèmes

 

LA SIMULATION PROPULSE L’INNOVATION

Les engins spatiaux, les satellites et les véhicules d‘exploration planétaire sont dessystèmes complexes pourlesquels il n’y a aucune marge d’erreur. Les possibilités de test étant limitées, des simulations virtuelles précises sont nécessaires pour fabriquer unproduit capable d’accomplir ses missions pendant toute sa durée de vie. Afin de prévoir correctement la réponse du système, il faut simuler les interactions entre différents modèles physiques faisant appel à l’aérodynamique, l‘électromagnétisme ou la mécanique des solides couplés aux analyses de dynamique, thermo-structurelle, cinématique, du bruit et des vibrations, des accostages... Dassault Systèmes les rassemble toutes par l’intégration de la modélisation 3D et des simulations multiphysiques de SIMULIA au sein de la plateforme 3DEXPERIENCE, permettant un développement collaboratif avancé des systèmes spatiaux.

Satellites sont aujourd’hui en orbite autour de la terre

Satellites doivent être lancés dans les 10 prochaines années

Améliorer la durée de vie et les capacités des satellites

ThrustMe détonne encore dans l’industrie spatiale, mais pourrait préfigurer l’avenir du secteur. Co-fondée en France par Ane Aanesland, docteur en physique des plasmas formée à la Arctic University of Norway, l’université la plus septentrionale du monde, la start-up rassemble une vingtaine de personnes, issues de 14 nationalités, et compte 30% de femmes. Spécialistes de disciplines diverses, de la physique des plasmas et l’ingénierie spatiale à l’électronique analogique et digitale, les hommes et les femmes de ThrustMe disposent de solides compétences dans la simulation et dans les expérimentations, et peuvent coupler les deux approches pour tester rapidement des prototypes de systèmes en laboratoire. De nombreuses simulations de particules et de flux, mais aussi thermiques, de vibrations et de chocs sont faites avant et pendant les tests expérimentaux.

ThrustMe répond aux besoins en petits satellites, qui peuvent être organisés en constellations de 10  à 100 ou même 1000 unités. Les satellites, en orbite basse autour de 300 km de la Terre, ont une durée de vie de quelques mois seulement avant un déclin naturel. L’objectif de ThrustMe est de prolonger cette durée en apportant une propulsion compensatrice. Ou, pour ceux qui ont des orbites plus élevées, de s‘assurer qu‘ils désorbitent après la mission.

Des missions plus sophistiquées nécessitent des changements orbitaux importants, des modifications de phasage ou d‘inclinaison. Pour chacune de ces manœuvres la propulsion spatiale est primordiale. Les innovations radicales de ThrustMe résident dans l‘utilisation de propergol solide dans les systèmes de propulsion qui adoptent habituellement des gaz sous pression, ainsi que dans l’association de technologies spatiales traditionnelles et nouvelles pour répondre aux besoins du marché en systèmes réduits, performants et sûrs.

ANE AANESLAND ET DMYTRO RAFALSKYI

Cofondateurs de ThrustMe, ils en sont respectivement CEO et CTO. Tous deux sont experts en physique des plasmas (PhD) et auteurs de nombreuses publications.

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