Contexte

Depuis sa création, le CNES s’attache à diffuser la culture spatiale dans la société et plus particulièrement auprès des jeunes générations, dans l’objectif de susciter des vocations et d’attirer de futurs talents vers les métiers du spatial. Cette politique de sensibilisation et de formation est particulièrement active auprès du public étudiant. Plusieurs programmes spécifiques développés en partenariat avec des établissements universitaires, des centres des recherche et des industriels, permettent à des étudiants de travailler, dans le cadre de leurs études, sur de véritables projets spatiaux.

Le développement du « newspace » à partir des années 2000 a introduit de nouvelles façons de concevoir les programmes spatiaux et a amené de nouveaux acteurs dans le secteur. Un des marqueurs de cette évolution est la miniaturisation et de développement des satellites de petites dimensions, les « cubesats » ou nanosatellites, de plus en plus utilisés dans les projets de constellations et dans le cadre de démonstrations scientifiques et technologiques.

A la croisée de ces enjeux de développement des compétences et d’innovation, le CNES a pris l’initiative de créer un réseau avec une douzaine d’établissements partenaires pour former de futurs ingénieurs du spatial et les accompagner dans le développement et le lancement des cubesats porteurs de missions scientifiques. Ce projet initialement appelé JANUS (Jeunes en apprentissage pour la réalisation de nanosatellites) se poursuit aujourd’hui dans le cadre de la Nanolab Academy.

Nanolab Academy est un projet fédérateur de développement de systèmes orbitaux pour les universités et les écoles d’ingénieurs françaises. Il vise à former les étudiants aux techniques spatiales par la réalisation de nanosatellites au sein du CNES, dans le cadre de stages ou d’apprentissage, ou bien dans les centres spatiaux universitaires. Les étudiants contribuent au design, à la réalisation, aux tests et aux opérations en vol de ces cubesats, dont la masse est comprise entre 1 et 20 kg. Ils développent des technologies et charges utiles innovantes dans les domaines de l’observation spatiale, de l’exploration, de la géolocalisation, de l’astronomie. Ils doivent également réaliser le segment sol de leur satellite (stations sol, centre de contrôle, centre de mission).

Le programme a aussi une dimension de R&T pour le CNES : les cubesats réalisés dans le cadre de la Nanolab Academy sont des démonstrateurs permettant de valider en orbite de nouvelles technologies. Ces innovations concernent tous les aspects des systèmes orbitaux : matériaux, capteurs, instruments, systèmes de contrôle d’altitude, calculateurs embarqués, systèmes de communication, propulsion, etc.

Les validations ainsi effectuées en conditions réelles contribuent à l’avancée en maturité technologique de ces innovations, en vue d’une possible utilisation dans le cadre de futures missions spatiales. Certains projets développés dans le cadre de Nanolab Academy sont aussi à l’origine de la création de start-up dans le secteur spatial.

Organisation

Nanolab Academy est un programme créé par le CNES pour accompagner des étudiants d’universités et d’écoles d’ingénieurs dans le développement de cubesats. Le CNES apporte ses moyens techniques et financiers et ses expertises à la réalisation des projets. Il met en particulier à disposition des ingénieurs qui encadrent les travaux et partagent leurs savoir-faire pour le développement de certains sous-systèmes critiques (radiofréquence, systèmes de contrôle d’altitude et d’orbite, antennes bord et sol…).

Les projets se déroulent en partenariat avec les établissements d’enseignement supérieur et des laboratoires regroupés au sein des centres spatiaux universitaires (CSU), selon deux modes d’action différents :

• L’accompagnement de projets internes au CNES : les étudiants sont accueillis dans les locaux du CNES dans le cadre d’un stage ou d’un apprentissage, voire de réalisation d’une thèse pour développer un nanosatellite. C’est le cas actuellement avec le projet Aerosat.
• L’accompagnement de projets des CSU. Ces structures implantées dans toute la France hébergent dans ce cas toutes les activités liées aux projets : management de projet, conception et développement des satellites et des segments sol, réalisation des opérations en vol. La Nanolab Academy interagit alors avec les CSU pour répondre à leurs besoins sous la forme d’une aide principalement technique et de services, parfois financière. Les projets développés actuellement bénéficient notamment de la plateforme commune SEED pour la réalisation des nanosatellites.

Nanolab Academy bénéficie aussi de la contribution de nombreuses entreprises du secteur spatial. Le développement des systèmes spatiaux se déroule en général sur une durée de 5 ans, avec des objectifs fixés en début d’année universitaire et un suivi régulier pour évaluer l’évolution du travail.