Thibault Gouache (cofondateur de Cornis), a réalisé sa thèse pour l'ESA (Agence Spatiale Européenne), en collaboration avec l'ISAE et l'Université de Surrey sur le thème de la mécanique et de l'automatique. Une expertise sur la conception, l’évaluation et le test de mécanismes spatiaux a été développée.

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Problématique

Sur la Lune ou Mars il est nécessaire de creuser ou forer pour espérer trouver des traces de vie. Hors tout système de forage nécessite une force de poussée forte pour pénétrer. Sur Mars ou la Lune la gravité est faible et la masse des systèmes spatiaux est limitée. Il est donc très difficile de pousser sur un système de forage classique pour le faire pénétrer. De nouvelles solutions de forage sont donc nécessaires.

Solutions apportées

Des mécanismes novateurs de forage et d’échantillonnage pour les sols lunaires et martiens ont été conçus, produits et testés. A partir de l'observation d'un système biologique (un insecte creusant dans le bois pour pondre ses œufs), une équipe de chercheurs financée par l'ESA a proposé un système de forage et d'échantillonnage basé sur un mouvement alterné de translation de deux valves. Le mouvement alterné permet de réduire énormément la force normale que le porteur du système de forage doit appliquer sur la tête de forage.

Un premier prototype a été développé et testé pour des substrats sablonneux. Pour cela, un protocole de tests standardisé pour le test des performances d'un système de forage et d'échantillonnage dans des sols sablonneux a d'abord été proposé. Il est donc désormais possible de comparer des systèmes de manière objective en minimisant l'impact des conditions expérimentales. En particulier, l'importance de contrôler la densité relative du matériau granulaire dans lequel le système pénètre a été démontrée.

Pour confirmer les conclusions expérimentales, des simulations numériques utilisant les éléments discrets (et une architecture de calcul hautement parallèle sur GPU) ont été développées. Cela a permis de confirmer que le système de forage pénètre efficacement dans les sables principalement car il provoque un mouvement latéral de la tête de forage lors de translations successives de la tête de forage.

Autres missions

  • These

Notre chargé de recherche, Ahmed Jhinaoui, a réalisé sa thèse pour l'INRIA. Le thème de ses travaux s’inscrit dans une large thématique de recherche entre l’INRIA et l’ISAE, à travers le projet I4S portant sur la surveillance de la santé des structures mécaniques dans le but de réduire les interventions de maintenance.

Notre directeur technique, Baptiste Coulange, a réalisé sa thèse en collaboration avec le CNES et l'université Paris 5 sur le thème de la détection d'aliasing dans les images.

Les satellites d'observation terrestre sont optimisés pour obtenir la meilleure qualité d'image. La taille du capteur d'acquisition et les paramètres de l'optique sont choisis pour obtenir le meilleur compromis entre résolution et artefact d'acquisition (plus la résolution est élevée, plus les artefacts sont importants).

L'aliasing (un artefact d'acquisition) peut provoquer des erreurs d'interprétation des images. Il est donc critique de le détecter. En exploitant la dualité entre la localisation spatiale dans une image et la relation d'aliasing dans le plan de la Transformée de Fourrier, un algorithme de détection de l'aliasing a pu être développé et validé.

Notre chargée de recherche, Virginie Delavaud, a réalisé sa thèse en collaboration avec la SNCF et l'ENSTA ParisTech, sur le thème du bruit de roulement ferroviaire.

Le bruit de roulement est la principale cause du bruit des transports ferroviaires, pour un large intervalle de vitesse de train (entre 50 et 320 km/h). Le bruit de roulement se produit lorsque la roue roule sur le rail, en ligne droite. Dans le même contexte, le bruit d’impact intervient lorsque des défauts importants sont présents sur les surfaces de la roue et/ou du rail, par exemple un méplat sur la roue ou un joint sur le rail.