PIEZOLOGY – Le NewSpace

Qu’est-ce que le NewSpace ?

Si nous voulions le traduire littéralement, nous parlerions de « nouvel espace ». L’espace n’est évidemment pas nouveau mais son accès et son utilisation ont évolué. Si on l’oppose au « Old Space », soit l’industrie spatiale jusqu’aux années 1990-2000, on peut dire que le NewSpace est une nouvelle manière d’aborder l’activité spatiale. Jusqu’alors, le domaine spatial était réservé aux États, à travers les agences spatiales comme la NASA ou l’ESA, et aux grands groupes de l’aéronautiques (Airbus, Boeing, Dassault…) principalement pour des ambitions scientifiques et géopolitiques : scientifiques pour étudier l’univers, observer la Terre ou encore explorer la Lune, et géopolitiques, notamment pendant la Guerre Froide, lorsque les États voulaient asseoir leur présence dans l’espace et démontrer leurs capacités technologiques.

Le NewSpace conçoit davantage l’espace comme une source d’opportunités commerciales, ce qui attire le secteur privé et les acteurs de la Silicon Valley et des Gafa. Parmi les acteurs emblématiques du NewSpace, nous pouvons nommer Elon Musk avec SpaceX, Jeff Bezos avec Blue Origin ou encore Richard Branson avec Virgin Galactic. Le NewSpace prône plus d’agilité et de rapidité dans le développement de projets spatiaux, mais également une plus grande prise de risques à la fois technologiques et économiques. L’usage de l’espace doit donc répondre aux besoins de nouveaux marchés et aux attentes des clients finaux.

Les missions ne sont bien sûr pas les mêmes que celles du spatial traditionnel et visent principalement les orbites basses (moins de 2000km d’altitude). Les nouveaux satellites, plus petits, légers, flexibles et moins chers, servent notamment à détecter des fuites d’eau ou de méthane, des menaces de déforestation, ou encore à guider des machines agricoles. L’accès à l’espace se démocratise donc et des touristes fortunés ont même pu voyager dans l’espace à bord de la fusée Soyouz.

Pour se développer, le NewSpace utilise des avancées technologiques et innovations issues d’autres secteurs, tels que l’aéronautique ou le Big Data par exemple, comme :

• Le numérique
• L’intelligence artificielle
• La miniaturisation des composants électroniques
• Les nouveaux matériaux
• Les systèmes embarqués

Toujours dans une démarche de réduction des coûts pour démocratiser l’accès et l’utilisation de l’espace, un grand challenge est apparu :  la réutilisation des lanceurs. La NASA y avait déjà songé dans les années 1960, mais les programmes avaient été arrêtés car trop couteux. Elon Musk a relancé l’idée avec Space X et l’on estime aujourd’hui qu’il rentabilise ses lanceurs à partir de 8 à 10 utilisations.

Pourquoi et comment réutiliser les lanceurs de satellites ?

L’idée de réutiliser les lanceurs répond à des enjeux économiques et écologiques : la réutilisation plutôt que l’usage unique. L’idée est bien sûr séduisante mais demande une adaptation technique. Comment reconditionner et remettre en état les lanceurs ? Comment assurer leur fiabilité ? Nous vous invitons à lire la note de veille du CETIM sur la révolution du spatial réutilisable pour comprendre son impact sur la mécanique.

Le but ultime est de pouvoir utiliser les lanceurs de satellites comme des avions. C’est-à-dire qu’ils seraient capables de décoller de différentes bases de lancement, larguer leur charge utile en orbite et revenir pour atterrir. Ils pourraient ensuite être rapidement réutilisés pour un nouveau vol. L’enjeu du réutilisable est important car le CNES et Space X estiment qu’il permettrait une économie de 30% sur le coût du lancement.

Pour cela, il est donc nécessaire de vérifier l’intégrité du lanceur pour s’assurer qu’il puisse être réutilisé en toute sécurité. C’est là qu’intervient PYTHEAS Technology.

Que fait PYTHEAS Technology pour le NewSpace ?

PYTHEAS Technology a développé, en partenariat avec le CNES, un système de SHM (Structural Health Monitoring) embarqué. Il est capable de détecter, caractériser et localiser les défauts et dommages présents dans une structure. Ce réseau d’émetteurs et récepteurs piézoélectriques peut être placé sur la surface des lanceurs pour les cartographier et monitorer, et ainsi vérifier leur intégrité. Cette solution présente 2 avantages majeurs. Tout d’abord, grâce à ce système embarqué et à l’analyse en temps réel, il n’est pas utile de faire intervenir un opérateur en contrôle non-destructif, ni d’interrompre l’utilisation du lanceur pendant de longues périodes de temps, en général nécessaires pour des inspections manuelles. Aussi, cette solution permet de mettre en place une maintenance prédictive et d’ainsi éviter des actions de maintenance préventive ou corrective inutiles.

N’hésitez pas à lire notre article sur le SHM et le contrôle de structure pour en apprendre davantage sur cette méthode.

La solution de PYTHEAS Technology est aujourd’hui en cours de développement et validation expérimentale avec le CNES et ArianeGroup et devrait s’envoler vers l’espace d’ici 2024 ou 2025.

D’autres solutions développées par PYTHEAS Technology sont par ailleurs applicables au spatial, tels que les absorbeurs de vibrations. Un projet d’absorbeurs piézoélectriques est en cours de développement avec le CNES, afin d’adapter la technologie de PYTHEAS Technology aux charges utiles dont les contraintes vibratoires sont critiques.

Écrivez-nous pour en savoir plus sur nos solutions pour le NewSpace !