L’objectif du Cadmos (Centre d'Aide au Développement des Activités en Micropesanteur et des Opérations Spatiales) est d’offrir aux scientifiques un accès à la micropesanteur, cet état où les effets de la gravité sont quasiment nuls. Ce service du CNES est ainsi chargé de définir, développer et exploiter des expériences scientifiques et techniques, menées principalement dans la Station spatiale internationale (ISS), mais également lors de vols paraboliques à bord de l’avion Air Zero G ou dans des capsules spatiales. Concrètement, les équipes du Cadmos aident les scientifiques à préparer les expériences, puis les supervisent une fois celles-ci en vol.

L’intérêt ? Expérimenter des phénomènes qui ne seraient pas visibles sur Terre, car masqués par la pesanteur.

Approfondir nos connaissances

Les expériences développées et/ou suivies par le Cadmos concernent toutes les disciplines scientifiques, sciences du vivant ou de la matière : biologie, exobiologie, optique, physique des plasmas ou des fluides, astrophysique et, pour beaucoup, l’étude du corps humain : physiologie, neurosciences…

Objectifs ? Acquérir de nouvelles connaissances et accompagner l’exploration spatiale et le développement de missions habitées de plus en plus longues. C’est pourquoi les expériences de physiologie sont nombreuses.

Qualifier de nouvelles technologies

Le Cadmos développe et exploite également des expériences technologiques et techniques, pour développer et tester de nouveaux matériaux, équipements… qui serviront à améliorer la sécurité et le confort des astronautes, qu’ils soient dans l’ISS, dans des capsules lunaires, ou, à terme, dans des vaisseaux à la destination plus lointaine.

Des applications terrestres

Beaucoup de recherches menées en micropesanteur conduisent à des applications concrètes industrielles et/ou sociétales. Par exemple, l’étude des fluides (gaz et liquides) intéresse l’industrie des lanceurs pour la conception et la gestion des réservoirs de fusée, le stockage des fluides dans l’espace… Autre exemple : les expériences MatISS qui testent des surfaces limitant la prolifération des bactéries. Les applications envisagées sont nombreuses : boutons d’ascenseur, barres dans les transports en commun, comptoirs de salles d’attentes.

La médecine terrestre a également beaucoup bénéficié des études menées via le Cadmos depuis plus de 30 ans. Les effets de la micropesanteur sur le corps humain sont similaires à ceux du vieillissement, de façon accélérée : effets sur la masse musculaire, sur le squelette, sur le système nerveux… L’étude des mécanismes qui les provoquent améliore la prise en charge des pathologies « terrestres » similaires, comme la sarcopénie (perte de la masse et de la force musculaires). Des équipements médicaux développés pour les astronautes servent aussi aujourd’hui aux terriens à l’image des échographes opérables à distance.

Organisation

Service opérationnel du CNES, le Cadmos est hébergé au Centre spatial de Toulouse depuis sa création en 1993. Une cinquantaine de personnes y officient.

Il est structuré en deux entités :

• Cadmos développement : pour la préparation et la mise au point des expériences, en lien avec les laboratoires de recherche.
• Cadmos exploitation : pour le suivi opérationnel des expériences européennes, généralement en lien direct avec les astronautes présents dans l’ISS.

Le Cadmos couvre ainsi toute la « chaine de production » : de l’expression des besoins scientifiques jusqu’à la collecte des données issues des expériences, dont il assure l’archivage et la distribution.

Pour et avec la communauté scientifique

Chaque année, de nouvelles expériences sont sélectionnées après un appel à propositions auprès des laboratoires. Elles doivent notamment correspondre aux priorités identifiées par le CNES dans sa feuille de route. Il s’agit à la fois de répondre aux besoins de la communauté scientifique française, puis européenne, mais également d’anticiper le futur des vols habités et les équipements et technologies qui méritent d’être développés dans ce but.

Pour le développement des expériences, les équipes du Cadmos travaillent en étroite collaboration avec les équipes scientifiques, pour définir les besoins (qu’il s’agisse de matériel ou protocoles) et concevoir les expériences, en partenariat avec des industriels français. Qu’il s’agisse des matériels ou des protocoles. Le Cadmos apporte alors toute son expérience de la micropesanteur, ses contraintes, les processus de qualification et de certification des équipements et du matériel expérimental qui seront acheminés vers l’ISS puis installés à bord.

Des expériences françaises, européennes et internationales

Le CNES est souverain dans le choix des expériences traitées par le Cadmos. Mais bien souvent, celles-ci s’inscrivent dans le cadre d’une coopération bilatérale avec d’autres agences spatiales, comme par exemple la NASA (États-Unis) ou Roscosmos (Russie). Le Cadmos opère également dans l’ISS des expériences européennes pour le compte de l’ESA, l’agence spatiale européenne.

Il est à noter que les expériences françaises ne sont pas conduites uniquement par des astronautes français, mais bien par tous les astronautes qui se relaient dans l’ISS, quelle que soit leur nationalité, assurant la continuité des expérimentations.

Le Cadmos développe et opère donc en continu des expériences à bord de l’ISS. Son expertise et celle de ses partenaires (universités, Medes…) dans le domaine de la physiologie notamment est largement reconnue. Le Cadmos est également aujourd’hui l’un des trois principaux USOC (Users Support and Operations Centers), ces centres d’opération de l’ESA qui aident les utilisateurs de l’ISS à accéder aux équipements.

Les autres USOC sont :

• Le MUSC (Microgravity User Support Center) à Cologne en Allemagne.
• Le BIOTESC en Suisse qui s’occupe principalement du suivi opérationnel des expériences destinées à la jeunesse.

En salle de contrôle

Les expériences opérées par le Cadmos sont suivies depuis son centre de contrôle, situé au centre spatial de Toulouse. Certaines nécessitent l’intervention d’un astronaute, qui peut en être l’opérateur, voire le sujet, pour les expériences de physiologie notamment. Il est alors guidé en direct par les équipes du Cadmos et les scientifiques associés. D’autres expériences sont pour leur part opérées directement depuis le sol, sans besoin d’un astronaute opérateur.

Certaines expériences sont conçues pour fonctionner à l’extérieur de l’ISS comme les horloges atomiques de l’instrument ACES ou Euro Material Ageing. EMA vise à étudier le vieillissement des matériaux dans un environnement spatial, leurs évolutions physiques et physico-chimiques. L’expérience a été installée en 2024 sur une plateforme externe de l’ISS pour une durée de 12 mois.

L’ISS, mais pas que

Pour accéder à la micropesanteur, le Cadmos utilise principalement la Station spatiale internationale. Cependant, d’autres moyens sont aussi à sa disposition :

• Les vols paraboliques : ces vols, effectués par Novespace à bord de l’Airbus A310 Zero G, permettent essentiellement au Cadmos de « dérisquer », c’est-à-dire de tester des équipements ou des protocoles, avant de les installer à bord de l’ISS. Un vol parabolique est en effet plus simple à mettre en œuvre et moins coûteux. L’ergonomie de l’expérience PhysioTool a ainsi été testée lors d’un vol parabolique. Autre exemple : FoodProcessor, un robot culinaire autonome destiné aux astronautes de l’ISS. Le vol à bord de l’avion Air Zero G a permis de vérifier, au-delà de la théorie, qu’il était possible de réaliser sans pesanteur une émulsion - précisément une mousse au chocolat !

Différence notable avec l’ISS : les scientifiques peuvent embarquer avec leurs expériences lorsqu’il s’agit de vols paraboliques ! Ce qui leur permet les suivre en direct l’expérience, ou d’en faire varier certains paramètres.

• Des capsules spatiales : plusieurs expériences en micropesanteur sont aussi parfois conçues pour être opérées dans des capsules spatiales. Quelques exemples :
  • Biopan
  • MTB (Mouse Telemetry On Bion) : expériences menées dans les capsules orbitales russes Bion-M (Bion-M1 en 2013 et Bion-M2 en 2025) sur des souris. Objectif : étudier l’adaptation des organismes vivants aux conditions d’apesanteur et au rayonnement cosmique.
  • ALCOR : petite plateforme de démonstration technologique (comprenant fibre optique, micro-balance à quartz, accéléromètres…) installée sur la capsule orbitale « Mission Possible » de l’entreprise franco-allemande The Exploration Company. La capsule, lancée en juin 2025, a pu faire une orbite terrestre, mais elle n’a jamais pu être récupérée à cause d’un problème sur le parachute lors du retour sur Terre.

Historique et évolution

Un peu d’histoire

Dès 1975, le CNES coopère avec l’agence spatiale russe pour mener des expériences à bord de capsules spatiales, sans astronautes. Puis la coopération se développe autour des vols habités, à commencer par la mission du spationaute français Jean-Loup Chrétien à bord de la station spatiale Saliout 7 (mission PVH). Pour le CNES, il s’agit alors d’assurer le suivi des expériences spatiales des vols habités. C’est pour structurer cette nouvelle mission que l’agence française crée le Cadmos en 1993.

Le centre suit alors toutes les missions d’astronautes français, à bord de MIR, de la navette spatiale américaine puis, à partir de 1998, de la Station spatiale internationale. Celle-ci est développée et assemblée, entre 1998 et 2011, par la NASA en collaboration avec les agences spatiales européenne, russe, canadienne et japonaise. Et dès 1998, le Cadmos, dont l’expertise opérationnelle et scientifique est clairement reconnue au niveau international, est choisi comme USOC, un centre de support aux utilisateurs des équipements de la station, aux côtés de sept autres centres européens. Ils ne sont plus que trois aujourd’hui, dont le Cadmos.

Depuis 2000, l’ISS est occupée de manière permanente et c’est donc en continu que le Cadmos opère des expériences à son bord. Le centre est aussi responsable de plusieurs équipements comme la baie thématique EPM (European Physiological Modules Facility) installée avec le module européen Columbus, arrimé à l’ISS en 2008 ou encore MARES (Muscle Atrophy Research and Exercise System). Cette machine, sorte de tapis de course, permet de suivre plusieurs paramètres physiologiques des astronautes alors qu’ils sont en train de courir.

Le Cadmos après la fin de l’ISS

La fin de l’exploitation de la Station spatiale est programmée pour 2030, même si certains modules pourraient être exploités par des sociétés privées. Les recherches en micropesanteur vont toutefois se poursuivre via d’autres véhicules en orbite basse, qui auront besoin d’opérateurs au sol pour préparer puis suivre les expériences : stations spatiales (privées ou nationales), capsules opérées par des sociétés privées (Exploration Company, Space Cargo Intimate), etc. Autant d’acteurs amenés à faire appel aux services et à l’expérience du Cadmos.