Comment générer et distribuer l’énergie de la maquette du rover Exomars du CSU ?

Pour le Campus spatial de l’UPEC, douze étudiants de l’école d’ingénieurs ’ESME Sudria ont travaillé pendant six mois sur l’alimentation en énergie de la maquette du véhicule d’exploration de planète Mars Rosalind Franklin. Une mission qui leur a permis de découvrir à la fois le secteur de l’aérospatial et le fonctionnement d’un bureau d’étude. 

Cinq panneaux solaires, c’est grâce à eux que le rover Rosalind Franklin sera alimenté en énergie et pourra réaliser ses mesures scientifiques.  

Repliés pendant le voyage, mais ouverts une fois sur Mars, ils permettront de convertir les rayons du soleil en électricité. Il s’agit donc d’éléments-clés du rover ExoMars de l’Agence Spatiale Européenne, qui aura pour mission de chercher des traces de vie sur la planète rouge à partir de Juin 2023. Ces panneaux solaires sont aussi des pièces importantes pour la maquette fonctionnelle en taille réelle du rover, conçue par les étudiantes et les étudiants du Campus Spatial UPEC (CSU). Prévue pour être présentée  le jour de l’atterrissage du véritable rover sur Mars, cette maquette permettra d’expliquer le fonctionnement du véhicule d’exploration spatiale au grand public. 

Pour reproduire les panneaux solaires, le CSU a collaboré avec des étudiants ingénieurs l’École Spéciale de Mécanique et d’Electricité (ESME Sudria, Campus Paris-Sud Ivry). Deux équipes de trois élèves ont travaillé sur ces pièces. « L’objectif du premier groupe était de réaliser des panneaux avec la motorisation (l’ouverture et la fermeture des panneaux), explique Karim Aït Abderrahim, responsable du département énergie et système de l’école. Le but du deuxième groupe était de créer un convertisseur pour recharger les batteries à partir des panneaux photovoltaïques. » Yannis Blouzard, Richard Julien et William Soave ont ainsi mené le projet de mécatronique, soit de motorisation des panneaux. Tandis que Pierre Boulé, Guillaume Blot et Zacharie Settbon ont réalisé le convertisseur destiné à recharger les batteries à partir des panneaux solaires. 

Un troisième groupe d’étudiants de l’ESME a travaillé sur une autre source d’énergie : la recharge sur secteur. Une spécificité évidemment absente du rover Rosalind Franklin, mais qui a été ajoutée à la maquette du CSU pour des raisons de praticité.« Le robot est destiné à être un démonstrateur, précise Karim Aït Abderrahim. Or si on n’a pas de soleil pour éclairer les panneaux, parce qu’on est dans un laboratoire, il faut quand même un moyen de recharger les batteries à partir d’une autre source énergie. » Maxime Chemin, Lionel Jaby et Thomas Pireyre ont donc réalisé un convertisseur pour pouvoir recharger à partir du secteur. 

Enfin un dernier groupe de trois étudiants a travaillé sur la transformation énergétique. Les élèves ont ainsi élaboré un troisième type de convertisseur, destiné à d’alimenter le moteur du rover et l’électronique embarquée avec des tensions et des puissances adaptées à chaque équipement.

Des projets menés « comme dans un bureau d’étude » 

Intégrés dans la formation des étudiants, ces projets ont été menés « comme dans un bureau d’étude » insiste Karim Aït Abderrahim, afin de préparer les élèves à la vie professionnelle. Une fois le cahier des charges établi avec le CSU, les élèves ont ainsi fait le dimensionnement, puis choisi les composants et réalisé le projet. Les quatre missions étaient indépendantes, même si toutes concernaient la maquette du rover. Un fonctionnement enrichissant selon Thomas Pireyre, du groupe énergie. « Il y a eu beaucoup d’entraide et une grosse cohésion de groupe. On a échangé des informations, des composants, du matériel et on a mutualisé des tests. » Des éléments importants, sachant que les étudiants ont fait face à des gros retards de livraison de composants, à cause du Covid-19 et du porte-conteneur bloqué dans le canal de Suez en mars 2021. 

Les projets ont été enrichissants aussi pour une autre raison : c’est la première fois que ces élèves ingénieurs réalisaient des missions dans le domaine du spatial. « D’habitude on travaille sur des modèles de taille inférieure à 50 centimètres de longueur, alors que pour le rover ils mesuraient deux mètres sur un mètre, précise Richard Julien, du groupe de mécatronique chargé de motoriser les panneaux solaires. Les moteurs sont donc plus puissants, la façon de les contrôler est légèrement modifiée et leur alimentation est différente. » Mais ces défis sont loin de les effrayer, puisque plusieurs étudiants aimeraient travailler dans le domaine plus tard. « L’espace fait rêver, avoue Julien Richard. Et des progrès réalisés pour aller dans l’espace, il découle des progrès qui peuvent être utiles pour la vie sur terre. » 

Mathilde Pires 

Étudiante en journalisme au Centre de formation en journalisme