Intégrité scientifique et de recherche

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Le 18 octobre dernier, l’ISAE-SUPAERO a dévoilé son référentiel « Aviation et Climat » pour nourrir le débat de l’impact de l’aviation sur le réchauffement climatique. Ce document de référence synthétise les dernières publications scientifiques internationales, et fournit les éléments concrets nécessaires à la compréhension des enjeux de la décarbonation du transport aérien. Un rapport scientifique inédit pour permettre la construction d’opinions éclairées sur les enjeux et pistes d’innovation aviation et climat !

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Dr Naomi Murdoch, chercheuse en instrumentation spatiale et science planétaire et le Dr Alexander Stott, post-doctorant, nous en disent plus sur les caractéristiques physiques de l’atmosphère de Mars, en particulier sur la vitesse du son et son atténuation. Ces analyses ont fait l’objet d’une publication dans la revue Nature le 1er avril 2022 par une équipe internationale dirigée par un enseignant-chercheur de l’Université Toulouse III – Paul Sabatier et regroupant des scientifiques du CNRS et de l’ISAE-SUPAERO.

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L’ISAE-SUPAERO est un centre de formation par la recherche, de formation à la recherche et à l’innovation, pilotant ses activités pour obtenir un bon équilibre entre excellence scientifique, visibilité académique et proximité des finalités industrielles Ses activités de recherche ont contribué à faire de l’école un leader international, non seulement en termes de programme d’ingénierie aérospatiale, mais aussi de formations « post-graduate », notamment Master of Science (MSc), Mastère Spécialisé® et doctorat (PhD) dans le domaine de l’ingénierie aérospatiale. C’est pourquoi de nombreux acteurs internationaux de la recherche rendent visite à leurs homologues de l’ISAE-SUPAERO. Nous avons rencontré Dan Sheeres, professeur émérite de l’université du Colorado et titulaire de la chaire A. Richard Seebass au département des sciences de l’ingénierie aérospatiale Ann and H.J. Smead de l’université du Colorado Boulder. Les recherches de Dan Scheeres portent sur l’astrodynamique et la navigation des engins spatiaux, les sciences planétaires et la mécanique céleste. dans ces domaines. L’astéroïde 8887 est nommé "Scheeres" en reconnaissance de ses contributions à la compréhension scientifique de l’environnement dynamique des astéroïdes. Pendant son séjour à l’ISAE-SUPAERO, le professeur Scheeres et l’équipe "Systèmes spatiaux pour les applications planétaires" ont collaboré à l’analyse des données DART et au développement de concepts permettant de sonder la structure interne des astéroïdes lors de futures missions spatiales. En outre, Dan Scheeres et l’ISAE-SUPAERO ont publié conjointement plusieurs articles dans "Nature" sur les astéroïdes et la mission DART. https://www.nature.com/articles/s41586-023-05810-5 https://www.nature.com/articles/s41586-023-05878-z En savoir plus sur Dan Scheeres : https://www.colorado.edu/aerospace/daniel-scheeres En savoir plus sur DART : https://www.isae-supaero.fr/en/videos/the-dart-mission-reached-its-target-explanations-from-dr-naomi-murdoch/

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Le satellite d’observation de la Terre Sentinel 2c, lancé le 5 septembre dans le cadre de la mission Copernicus de l’ESA, a livré ses premières images. Un succès que l’on doit en partie à l’équipe de recherche sur les capteurs d’image (CIMI) de l’ISAE-SUPAERO, qui a conçu et piloté la fabrication des capteurs d’images visibles.

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La mission DART a atteint sa cible le 27 septembre à 1 h 14 du matin sur l’astéroïde Dimorphos ! Les chercheurs de l’ISAE-SUPAERO participent à cette première mission de défense planétaire. Le Dr. Naomi Murdoch - chercheuse à l’ISAE-SUPAERO et membre scientifique des missions DART et HERA - commente les objectifs de DART & ceux de la mission européenne HERA qui arrivera sur zone en 2026 pour caractériser le cratère laissé par DART et étudier la structure interne de l’astéroïde Dimorphos !

Témoignages

Yves Gourinat est professeur de physique des structures au sein du département Mécanique des Structures et Matériaux (DMSM) à l’ISAE-SUPAERO. Déjà membre correspondant depuis 2019, il vient d’être élu membre titulaire de l’Académie de l’Air et de l’Espace.

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Le NIST (National Institute of Standards and Technology), organisme de normalisation américain, a sélectionné HQC (Hamming Quasi-Cyclic), un protocole développé par des chercheurs de l’ISAE-SUPAERO, de l’ENAC et de l’Université de Limoges, pour faire face aux futures menaces des ordinateurs quantiques. Ce protocole devrait permettre d’assurer la sécurité des échanges numériques pendant des décennies.

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Les drones et les nanosatellites trouvent de nombreuses applications dans les secteurs des médias, de l’industrie, de l’agriculture ou encore des télécommunications. Ces deux types de plateformes ont pour contrainte commune d’embarquer des systèmes complexes dans un volume réduit. Un des éléments clés des systèmes de communication embarqués est l’antenne qui doit, elle aussi, être compacte et légère. L’ISAE-SUPAERO, en collaboration avec l’ENAC et la société ANYWAVES, développe actuellement des antennes diélectriques réalisées par impression 3D de céramique répondant aux critères exigeants d’intégration sur drones et nanosatellites. Grâce à la chambre anéchoïque disponible à l’ISAE-SUPAERO, les chercheurs impliqués dans le développement de ces antennes originales peuvent caractériser leurs propriétés en rayonnement avec précision et ainsi valider les nouvelles solutions technologiques proposées.

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En 2021, des chercheurs de l’ISAE-SUPAERO Scott Delbecq, Jérôme Fontane, Nicolas Gourdain, Florian Simatos, Thomas Planès publiaient le référentiel « Aviation et Climat » synthétisant les publications scientifiques internationales afin de proposer les éléments scientifiques nécessaires à la compréhension des enjeux de la décarbonation du transport aérien.

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Le groupe « Navigation, Radar and Remonte Sensing » (NAVIR²eS) s’intéresse à l’étude théorique des sources d’information ainsi qu’aux approches d’hybridation dans le cadre d’application de navigation autonome de véhicules.

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Créé en 2021 à l’initiative d’institutions académiques de renommée internationale et dotées d’une expertise académique de longue date dans le domaine de l’aéronautique et du transport aérien, l’ISA est un institut dédié aux enjeux de la transition de l’aviation vers la durabilité.

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À l’ISAE SUPAERO, le département Aérodynamique Énergétique et Propulsion : c’est 62 personnes, 30 projets de recherche dont 5 à échelle européenne, un parc exceptionnel de moyens d’essais à vocation pédagogique et de recherche, trois groupes de recherche contribuant à une stratégie de croissance tournée vers 4 thèmes aux enjeux scientifiques et sociaux-économiques d’actualité en s’appuyant sur 2 projets structurants : la soufflerie SAA et le code de simulation aux grandes échelles IC3.

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Le groupe de recherche de Mathématiques Appliquées (MA) s’intéresse à des thématiques variées : processus stochastiques (notamment les processus de Markov), optimisation numérique (notamment multidisciplinaire) et calcul parallèle, stabilisation, contrôle et résolution numérique des équations aux dérivées partielles, et enfin l’ingénierie financière.

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À l’ISAE-SUPAERO, nous menons une recherche d’excellence au service de l’innovation, de la souveraineté technologique et de la transition écologique du secteur aérospatial, affirmant ainsi notre rôle d’acteur de référence dans la communauté scientifique et industrielle.

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L’ISAE-SUPAERO poursuit sa contribution au mouvement de la science ouverte et crée sa nouvelle plateforme d’archives ouvertes nommée OPEN SCIENCE ISAE-SUPAERO. Elle permet à tous d’accéder à nos thèses, publications, instruments scientifiques et plateformes technologiques.

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L’ISAE-SUPAERO intègre de façon ininterrompue depuis 1980 la physique quantique dans ses activités de formation et de recherche et propose depuis deux décennies des enseignements liés à la seconde révolution quantique.

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Le groupe « Communication et théorie de l’InformaTion » (ComIT) intervient dans les disciplines des communications numériques, du radar, des techniques d’accès aux canaux. Ses domaines applicatifs s’articulent autour des systèmes spatiaux, de l’aviation civile et militaire, des réseaux cellulaires terrestres et de l’Internet des objets (IoT).

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Naomi Murdoch, chercheuse en planétologie à l’ISAE-SUPAERO, participe activement aux analyses scientifiques et à l’interprétation des données de la mission DART de la NASA.

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ISAE-SUPAERO - en tant que centre de formation par la #recherche, de formation à la recherche et d’innovation - dispose de nombreux équipements de recherche utilisés au sein de ses 6 départements de recherche. Aujourd’hui, nous vous présentons le #P68 ! Depuis 2018, le centre des opérations aériennes de l’ISAE-SUPAERO est équipé d’un bimoteur Vulcanair P68 Observer 2 pour enseigner aux étudiants de l’ISAE-SUPAERO la mécanique du vol, les techniques d’essais en vol et la réalisation de projets de recherche. Cet avion dispose d’un système de télémétrie permettant de suivre les paramètres de vol en temps réel depuis les salles de cours du Campus. Polyvalent avec une charge utile importante, il peut embarquer divers capteurs grâce à une trappe sous le fuselage. Il dispose également d’une instrumentation unique pour les activités de recherche et de capteurs pour le suivi des pilotes (eye trackers à distance, caméra de scène, etc.) synchronisés avec les paramètres de vol. Il permet d’estimer les états attentionnels et cognitifs des pilotes (fatigue, distraction, inattention, engagement, etc.) en temps réel pendant le vol.

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Depuis 2017, le Département d’Aérodynamique, Énergétique et Propulsion (DAEP) de l’ISAE-SUPAERO dispose d’une chambre anéchoïque, salle d’expérimentation acoustique dont l’ensemble des parois est traité pour étudier le bruit généré par des équipements en l’absence de réflexion des ondes acoustiques. Le DAEP utilise ce moyen d’essai pour étudier le bruit d’origine aérodynamique généré par exemple par des hélices de drone afin de pouvoir proposer et tester des stratégies de réduction. Les essais réalisés dans cette installation permettent également le développement de nouvelles méthodologies expérimentales et la validation des codes de simulation numérique développés au département.

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À l’ISAE-SUPAERO, Stéphanie Lizy-Destrez dirige le SaCLaB, un laboratoire de recherche sur les systèmes spatiaux du futur. Professeure en ingénierie des systèmes spatiaux, elle vient d’être élue à l’Académie de l’Air et de l’Espace. Une reconnaissance par ses pairs d’une carrière aussi brillante qu’atypique au service d’une passion : l’exploration spatiale.

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Le projet de mallettes pédagogiques "SUPERCAM - exploration martienne" a été initié par 5 partenaires : l'ISAE-SUPAERO, l’Académie de Toulouse, le CNRS, le CNES et la Cité de l'espace. Sous l’impulsion et l’encadrement de l’astrophysicien Sylvestre Maurice, des étudiants de première année de l’ISAE-SUPAERO ont réalisé cet outil #éducatif de sensibilisation à l'exploration spatiale en classe, de la sixième à la Terminale. Cette mallette est mise à disposition des enseignants de collèges et lycées et permet, au travers de différentes adaptations, de proposer des séquences pédagogiques en lien avec cette thématique.

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• La conférence internationale ICCAS se tiendra les 16 et 17 mai sur le campus de l’ISAE-SUPAERO. • Elle réunit des scientifiques de renommée mondiale autour des systèmes aériens cognitifs, les assistants virtuels au pilotage des cockpits du futur. • L’Institut est impliqué depuis de nombreuses années sur le développement de ces sujets de recherche.

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L'ISAE-SUPAERO - en tant que centre de formation par la recherche, de formation à la recherche et d’innovation - dispose de nombreux équipements de recherche utilisés au sein de ses 6 départements de recherche. Aujourd’hui, nous vous présentons la plateforme d’essais multidisciplinaire EMpEROR ! La plateforme EMpEROR est née de la prise en compte croissantes des phénomènes aéroélastiques dans l’aéronautique moderne, et de la synergie entre les départements Aérodynamique Energétique et Propulsion (DAEP), et Mécanique des Structures et Matériaux (DMSM). Cette plateforme a été conçue et réfléchie pour permettre une grande modularité de métrologie, autour d’un banc rotor permettant de faire tourner de 1 à 6 pales, jusqu’à 1 mètre de diamètre, de 0 à 3000 rpm en toute sécurité grâce à une cage de protection de 6 mètres de long. Elle est équipée de plusieurs capteurs pour les mesures de performance, et d’un système de vibrométrie rotative permettant la mesure de la dynamique des pales. Le banc permet d’embarquer des systèmes de mesure dans les pales, ainsi que des systèmes permettant de contrôler ces phénomènes instables. Depuis 2020, cette plateforme a également permis à deux étudiants en thèse et à 6 étudiants de Master de travailler sur les phénomènes aéroélastiques. Cette plateforme permet de générer des bases de données expérimentales utilisées par des chercheurs de l’ISAE-SUPAERO pour comparer et valider leurs codes de calcul. L’équipement montera en puissance en 2024 avec la possibilité de faire des mesures Laser, de type PIV ou/et LDV, ainsi que la possibilité de fabriquer des pales plus complexes avec la main sur la flexibilité de celles-ci.

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Notre Institut évolue au cœur d’un écosystème académique, scientifique et technologique de premier plan. L'ISAE-SUPAERO entretient des partenariats solides avec un large éventail d’acteurs académiques, industriels, socio-économiques et institutionnels, tant au niveau régional, national qu’international. Notre Institut joue notamment un rôle actif au sein de sociétés savantes et de réseaux scientifiques, consolidant ainsi notre influence et notre expertise dans le secteur aéronautique et spatial.

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Le groupe « Conception et Analyse des Systèmes Critiques » (CASC) s’intéresse aux méthodes, processus et outils supports à l’Ingénierie Système et l’Ingénierie des Systèmes.

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Vingt ingénieurs de l’agence spatiale péruvienne ont suivi à Toulouse une formation conçue conjointement par l’ISAE-SUPAERO et Airbus Defence and Space, afin de développer leurs compétences dans le domaine des systèmes spatiaux et des missions spatiales.

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L'ISAE-SUPAERO - en tant que centre de formation par la recherche, de formation à la recherche et d’innovation - dispose de nombreux équipements de recherche utilisés au sein de ses 6 départements de recherche. Aujourd’hui, nous vous présentons la plateforme « Systèmes Autonomes » ! La plateforme « Systèmes Autonomes » regroupe les différents outils et moyens, logiciels et robotiques, fournis par le groupe technique du Département d’Ingénierie des Systèmes Complexes (DISC) aux enseignants-chercheurs de l’ISAE-SUPAERO. Cette plateforme est composée d’une dizaine de postes de développement et contrôle et d’une zone d’évolution de 10 × 10 × 4 m équipée d’un système de motion capture permettant de faire évoluer différents robots mobiles terrestres ou aériens. Cette zone d’évolution dispose d’un environnement semi-urbain modulaire qui peut être modifié en fonction des différents projets ou tests à réaliser. Elle est utilisée pour le développement de démonstrateurs permettant de mettre en valeur les différents projets de recherche des enseignants-chercheurs de l’ISAE-SUPAERO et pour l’enseignement à travers de travaux pratiques réalisés en simulation dans un premier temps, puis sur les robots réels.

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L’ISAE-SUPAERO - en tant que centre de formation par la recherche, de formation à la recherche et d’innovation - dispose de nombreux équipements de recherche utilisés au sein de ses 6 départements de recherche. Aujourd’hui, nous vous présentons la Plateforme de caractérisations mécaniques des matériaux du DMSM ! Le Département Mécanique des Structures et Matériaux (DMSM) de l’ISAE-SUPAERO dispose, sur le campus de l’Institut, de plusieurs moyens d’essais classiques permettant de réaliser une large gamme d’essais de caractérisation mécanique des matériaux pour structure : que ce soit sous sollicitations quasi-statique ou de fatigue. Une palette d’instrumentation variée : bi-extensomètre vidéo, stéréo-corrélation d’images, caméra thermique, caméra rapide, etc., permettent d’enrichir les mesures recueillies lors des essais. Ces moyens d’essais sont utilisés dans le cadre des différentes formations de l’ISAE-SUPAERO, mais aussi pour les activités de recherche des enseignants-chercheurs du Département.

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L’outil AeroMAPS, développé par deux chercheurs de l’ISAE-SUPAERO, Scott Delbecq et Thomas Planès, permet d’évaluer les impacts environnementaux du transport aérien et l’efficacité ou les limites des leviers pour décarboner le secteur ! Pensé initialement pour la recherche et la formation, l’outil est désormais une plateforme multidisciplinaire, open source, accessible aussi bien aux experts qu’aux décideurs institutionnels, industriels ou associatifs. Son développement a été intégré aux travaux de l’Institute for Sustainable Aviation (ISA), institut de recherche interdisciplinaire dirigé par Laurent Joly, et dont l’objectif est d’aborder la question de la transition écologique de l’#aviation dans toute sa complexité. En jouant sur les leviers de transition du secteur, l’utilisateur d’AeroMAPS peut définir les scénarios dont il souhaite analyser les impacts. Par exemple, la mise en service de nouveaux types d’avions, l’utilisation de nouveaux carburants ou encore le taux de croissance du trafic aérien. AeroMAPS est la première plateforme d’exploration des scénarios du transport aérien bâtie sur une base méthodologique scientifique open-source. Elle a d’abord été pensée et développée pour permettre aux chercheurs une exploration fine de scénarios de transition du transport aérien. Elle a ensuite rapidement été intégrée à la formation  : d’abord dans le cursus ingénieur de l’ISAE-SUPAERO, puis dans les programmes de formation continue. Pour faciliter l’utilisation de l’outil, un partenariat a été noué avec Sopra Steria. C’est cet acteur majeur de la tech qui a bâti la nouvelle interface web de la plateforme afin d’améliorer l’expérience utilisateur et la rendre accessible aux décideurs. Les travaux de recherche ont récemment pris une dimension socio-économique avec un doctorat préparé par Antoine Salgas, en partenariat avec TBS Education. Antoine Salgas a également créé un inventaire de trafic et d’émissions dans le cadre d’une collaboration avec l’université néerlandaise Delft University of Technology. Ces deux volets de sa thèse ont donnée naissance à un outil "satellite" de AeroMAPS, appelé AeroSCOPE, qui permet de partitionner et de régionaliser les analyses. Aujourd’hui, l’aspect complet et pluridisciplinaire d’AeroMAPS constitue une aide à la prise de décision pour l’ensemble de l’écosystème #aéronautique. Par son expertise scientifique, l’ISAE-SUPAERO contribue ainsi au débat et au futur de l’aviation.

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Naomi Murdoch, chercheuse en physique et planétologie à l’ISAE-SUPAERO, vient d’obtenir la prestigieuse bourse Consolidator du Conseil Européen de la Recherche (ERC) pour son projet d’étude de corps planétaires baptisé GRAVITE. Ce projet scientifique ambitieux vise à concevoir une machine à gravité variable qui permettra de simuler et d’étudier des sols extraterrestres.

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À l'ISAE-SUPAERO, le Département Conception et Conduite des véhicules Aéronautiques et Spatiaux (DCAS) développe des méthodes, des outils de simulation et des plateformes expérimentales pour la conception et la conduite de véhicules aéronautiques et spatiaux.

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Les souffleries subsoniques de l’ISAE-SUPAERO permettent d’étudier les écoulements d’air sur un objet, comme un profil d’aile d’avion. Ces équipements, encadré par une équipe technique, sont utilisés aussi bien par les étudiants que par les chercheurs du département Aérodynamique, Énergétique et Propulsion (DAEP).

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L'ISAE-SUPAERO - en tant que centre de formation par la recherche, de formation à la recherche et d’innovation - dispose de nombreux équipements de recherche utilisés au sein de ses 6 départements de recherche. Aujourd’hui, nous vous présentons les capteurs d’image de type CMOS ! Les capteurs d’image de type CMOS occupent une place de plus en plus importante dans notre vie de tous les jours. Ainsi, notre équipe de l’ISAE-SUPAERO développe depuis plusieurs années des capteurs d’image CMOS avec de nombreux acteurs du domaine, et innove en proposant des architectures nouvelles et des conditions d’utilisation nécessitant des études portant sur des composants élémentaires, mais également sur des structures plus complexes. Des mesures sont alors opérées sur des transistors, des diodes avec l’aide du testeur sous-pointes et d’un analyseur paramétrique autorisant des mesures de courant très basses (10 aA). De même, des structures simples contenant des pixels innovants peuvent être opérées avec le testeur utilisant des cartes à pointes couplées à un générateur de mots spécialement conçu pour les capteurs d’image. Toutes ces études permettent de mieux comprendre la physique de la photodétection, mais également de constituer des modèles pour nos simulateurs. Elles servent également à suivre les procédés de fabrication au cours des différentes réalisations.

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L’ISAE-SUPAERO et Liebherr-Aerospace Toulouse ont renforcé leur collaboration le 1er janvier dans le cadre d’une chaire industrielle. L’objectif ? Développer et à améliorer les méthodes et les outils de conception aérodynamique des roues de turbomachines, participant à la recherche sur l’avion décarboné.

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Plusieurs chercheurs du DMSM ont reçu le prix du meilleur poster lors de la 14ᵉ conférence EASN (European Aeronautic Science Network) dédiée cette année à la thématique « Innovation in Aviation & Sace towards sustainability today & tomorrow » !

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Le projet expérimental SILOE en tour de chute a pour objectif d’étudier la cohésion des surfaces planétaires. Ce projet étudiant est soutenu par l’ESA dans le cadre de son programme européen « Academy Experiments ». Alexia Duchêne, « project leader » de SILOE, s’est vue attribuer une bourse d’excellence de la Fondation des Ailes de France.

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La dynamique scientifique du groupe de recherche « Systèmes Connectés » (SysCo) se focalise principalement sur les problématiques concernant les réseaux dans les domaines d’applications liés à l’aéronautique et à l’espace, c'est-à-dire les communications spatiales, les réseaux embarqués et certains types de systèmes connectés.

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Du 24 au 26 février prochains, quarante-cinq étudiants exploreront trois sujets d’actualité faisant appel à l’Intelligence artificielle (IA) lors d’un hackathon de trois jours. Les équipes d’étudiants engagées tenteront de relever les défis posés par trois partenaires industriels sur les thèmes de l’environnement, l’industrialisation et la technologie de numérisation. L’ISAE-SUPAERO confirme son engagement dans la formation aux sciences des données et à l’intelligence artificielle à travers son parcours Sciences de la Décision et des Données (SDD).

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Six chercheurs de l’ISAE-SUPAERO, de l’EPFL et de l’Université des sciences et technologies de Hong Kong se sont vu décerner le prix du meilleur article scientifique par l’AIAA pour leur article : “DeepGeo : Deep Geometric Mapping for Automated and Effective Parameterization in Aerodynamic Shape Optimization”.

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Dans le cadre de ses activités de recherche, l’ISAE-SUPAERO développe des composants et des systèmes électroniques pour applications scientifiques et spatiales. L’Espace est un milieu très agressif, notamment, car les particules de haute énergie émises par le soleil ou piégées dans les ceintures de radiation menacent la santé des astronautes, les propriétés des matériaux et le bon fonctionnement des puces électroniques. Afin de reproduire en laboratoire les effets de ces rayonnements ionisants sur les technologies électroniques, l’ISAE-SUPAERO s’est doté d’une cabine d’irradiation aux rayons X dont l’énergie peut aller jusqu’à 320 keV. Cette vidéo présente une utilisation classique de cet équipement : un composant électronique à tester est placé dans la chambre d’irradiation, le tube à rayons X est mis sous tension, et les effets sur le fonctionnement du composant (ici un capteur d’image) sont observés et mesurés en temps réel.

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Le groupe « Photonique Antenne Microondes PlasmA » (PAMPA) s’intéresse à l’électromagnétisme dans les domaines des microondes et de la photonique ainsi qu’aux interactions ondes plasma.

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La seconde révolution quantique est en marche ! L’ISAE-SUPAERO est déjà impliqué dans les recherches qui permettront l’avènement du quantique dans de nombreuses applications scientifiques et industrielles. Si aujourd’hui dans les laboratoires de recherche les travaux avancent pas à pas, les connexions entre les disciplines se renforcent. Aperçu des domaines en cours d’exploration.

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Au LACS, nous enseignons les langues, l’interculturalité, la géopolitique, la culture générale, l’économie, le sport… Des compétences pluridimensionnelles qui font émerger le savoir, le savoir-être, le savoir-faire et le savoir-agir.

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À l’ISAE-SUPAERO, Stéphanie Lizy-Destrez dirige le SaCLaB, un laboratoire de recherche sur les systèmes spatiaux du futur. Professeure en ingénierie des systèmes spatiaux, elle vient d’être élue à l’Académie de l’Air et de l’Espace.

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Afin de renforcer les liens entre industrie et recherche, plus de 10 ingénieurs industriels R&D ont été mis à disposition de l’ISAE-SUPAERO dans le cadre du plan France Relance ! Cyril Geneste, ingénieur de recherche chez Latecoere, en fait partie. Avec Miguel Charlotte, professeur associé à l’Institut, il revient sur cette collaboration fructueuse qui a duré deux ans. Leurs travaux, menés dans les laboratoires de l’ISAE-SUPAERO, ont porté sur le comportement des joints de porte des avions, qui assurent l’étanchéité de la cabine. Grâce aux équipements de pointe et à l’expertise académique de l’Institut, Cyril Geneste a notamment pu réaliser des modélisations numériques de joints afin d’en éprouver le comportement. Des élèves de 3ᵉ année du cursus ingénieur ont également été impliqués dans ces travaux.

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Yves Gourinat est professeur de physique des structures au sein du département Mécanique des Structures et Matériaux (DMSM) à l’ISAE-SUPAERO. Déjà membre correspondant depuis 2019, il vient d’être élu membre titulaire de l’Académie de l’Air et de l’Espace.

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Nicolas Binder est professeur et chef du groupe de recherche Turbomachine et Propulsion à l’ISAE-SUPAERO. Il mène pour l’Institut, en collaboration avec des partenaires académiques européens, le projet IPROP, pour Ionic Propulsion In Atmosphere.

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L’Institut Clément Ader (UMR CNRS 5312) est le laboratoire de recherche en mécanique du solide de Toulouse et de sa région, sous l’égide du CNRS. Il fédère les équipes de recherche de quatre établissements et trois ministères : l’Université Toulouse III Paul Sabatier (Éducation Nationale), l’INSA (Éducation Nationale), l’ISAE-SUPAERO (Défense) et l’École des Mines d’Albi (Industrie). Ces établissements sont situés sur trois villes de Midi-Pyrénées, Toulouse, Albi et Tarbes.

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Jeudi 6 février et jeudi 13 mars 2025, L’ISAE-SUPAERO a accueilli près de 250 collégiennes et lycéennes des établissements de Toulouse et de la région Occitanie pour la journée Campus au féminin. Cet événement a pour objectif la sensibilisation des jeunes femmes aux métiers d’ingénieures à travers différents ateliers. Portée par le programme d’ouverture sociale de l’Institut OSE l’ISAE-SUPAERO et le club étudiant ISAElles, cette journée traduit l’engagement de l’ISAE-SUPAERO et de sa Fondation en faveur de l’égalité des chances.

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La soufflerie de visualisations est la seule soufflerie à conduit ouvert du département. Contrairement aux souffleries à conduit de retour, dans lesquelles l’air recircule dans le conduit, ici l’air est capté à l’extérieur du bâtiment, circule dans la soufflerie puis est évacué à l’extérieur grâce à un compresseur centrifuge à aspiration placé en sortie de la soufflerie. Cette soufflerie est ainsi particulièrement adaptée à l’étude des pertubations d’écoulement : les pertubations maitrisées et bien qualifiées générées dans la veine d’essais sont ensuite évacuées sans venir modifier les conditions entrantes dans la soufflerie. La veine d’essais de la soufflerie mesure 45 cm de côté et 3 m de long. Les vitesses peuvent atteindre 35 m/s. Sans aucune pertubation, la géométrie et traitement du conduit (filtres, nid d’abeilles et grilles fines) garantissent une bonne homogénéité spatiale et temporelle de l’écoulement qui présente un taux de turbulence voisin de 0.3%. Ici, des volets oscillants sont placés en extrémité de veine d’essai pour générer des variations temporelles quasi-sinusoïdales maîtrisées de la vitesse de l’écoulement. Les pertes de charges associées à la fermeture des volets peuvent assurer une perte violente de plus de 50% de la vitesse longitudinale. De telles perturbations aérologiques peuvent être enregistrées au cours d’un vol de faible altitude, particulièrement en environnement urbain pour lequel la présence de bâtiments accentue l’intensité des fluctuations du vent apparent. Ainsi, un drone évoluant à une dizaine de m/s est susceptible de rencontrer des rafales de vent de grande extension spatiale et d’amplitude similaire à sa propre vitesse d’avancement. Les propriétés et les effets de la turbulence atmosphérique sur les performances en vol de ces aeronefs légers, de petites tailles et de faible vitesse d’avancement sont donc très différents de ce qui est classiquement connu pour des avions de lignes. L’enjeu est de concevoir des drones, microdrones, nanodrones robustes aux rafales de vent. Nous étudions actuellement la réponse aérodynamique instationnaire d’une aile soumise à une variation sinusoïdale du vent incident. Les dimensions de l’aile et vitesses étudiées sont représentatives d’un vol de microdrone en environnement urbain. Les propriétés désirées de la rafale de vent sont assurés par un pilotage adapté des volets oscillants. L’écoulement instationnaire est caractérisé finement à l’aide d’une sonde fil chaud placée en entrée de veine d’essai. La rafale retenue présente une vitesse moyenne de 10m/s avec des variations de +/- 4m/s sur une période de 0.8 s. Nous mesurons les performances globales aérodynamiques en relevant les évolutions temporelles des efforts de portance, traînée et moment de tangage pour différents angles d’incidence de vol. Pour analyser l’origine de ces performances, il faut bien qualifier et comprendre la physique de l’écoulement autour de la maquette et sa réponse face aux variations de vitesse incidente. La Vélocimétrie par Images de Particules (PIV), fournit les champs de vitesses instantanés de l’écoulement. Par un post-traitement adapté, nous pouvons en extraire la dynamique de l’écoulement lors des rafales de vent.

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Récompensé par l'Académie des sciences en 2020, Sylvestre Maurice #astrophysicien à l’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP) à Toulouse a assisté le 18 février 2021 à l’atterrissage du rover #Perseverance sur Mars. Un moment historique pour ce passionné qui est aussi le responsable scientifique de l’instrument embarqué SuperCam. Diplômé de l’ISAE-SUPAERO en 1990, Sylvestre Maurice nous raconte son parcours.

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L’ISAE-SUPAERO intègre de façon ininterrompue depuis 1980 la physique quantique dans ses activités de formation et de recherche et propose depuis deux décennies des enseignements liés à la seconde révolution quantique. 

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Des chercheuses et chercheurs de l’ISAE-SUPAERO s’intéressent depuis de nombreuses années aux systèmes aériens cognitifs, les assistants virtuels au pilotage des cockpits du futur.

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Noémie Martin, ingénieure ISAE-SUPAERO (ENSICA), diplômée en 2018, a été récompensée par la Fondation Lopez-Loreta en novembre 2024 pour son projet FASTE : Fabrication Additive des Structures performantes multi maTériaux pour utilisation en Environnement sévère.

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L’université de Stanford a récemment publié une mise à jour de la liste des scientifiques les plus influents dans le monde et dans laquelle figurent 8 enseignants chercheurs de l’ISAE-Supaero.

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La sonde Hera, mission internationale de défense planétaire, est en route pour étudier l’astéroïde Dimorphos, percuté par DART en 2022. L’ISAE-SUPAERO collabore activement à ce programme international de défense planétaire à travers les travaux de recherche de Naomi Murdoch et de l’équipe SSPA. Sur sa trajectoire, la sonde a réalisé, ce mercredi 12 mars 2025, un survol rapproché de la planète Mars et de sa lune Deimos pour en capturer des images exceptionnelles.

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Le groupe de recherche « Théorie, Modélisation et Ingénierie des Systèmes » (ThéMIS) se consacre à l’étude et au développement de méthodes avancées pour la conception, la modélisation et la validation des systèmes complexes.

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La mission InSight de la NASA a enregistré en septembre 2021, un impact de météorite survenu. L’analyse des données par les scientifiques bouleverse la vision de la structure interne de Mars et de son évolution. Son manteau n’est pas homogène, comme supposé jusqu’à présent, mais composé d’une couche de silicates fondus surplombant le noyau. Communiqué de presse de l’IPGP - Institut de Physique du Globe de Paris : « La mission InSight révèle une couche fondue à la base du manteau martien ».

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L'ISAE-SUPAERO - en tant que centre de formation par la recherche, de formation à la recherche et d’innovation - dispose de nombreux équipements de recherche utilisés au sein de ses 6 départements de recherche. Aujourd’hui, nous vous présentons les moyens cryogéniques pour tests électriques ! Le groupe de recherche sur les capteurs d’image (CIMI) de l’ISAE-SUPAERO étudie des capteurs dans le domaine des longueurs d’onde du visible, mais également les capteurs dans des domaines spectrales différents tels que l’infrarouge. La détection de ces plus grandes longueurs d’onde nécessite des matériaux autres que le silicium pour la détection, associé à un circuit de lecture silicium pour le traitement de l’information, le tout fonctionnant à température cryogénique. Dans ce cadre, l’ISAE-SUPAERO a développé des bancs de caractérisation électriques et électro-optiques de circuits microélectroniques à basse température afin d’extraire et de modéliser les comportements et les performances de ceux-ci. Ces bancs de caractérisation permettent d’adresser aussi bien des circuits très simples, de type transistors, que des composants complexes (capteur complet) allant jusqu’à 120 entrées / sorties.

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Le groupe « Systèmes Spatiaux pour la Planétologie et ses Applications » (SSPA) se concentre sur un axe de recherche principal : le développement de missions et des technologies associées pour l’exploration géophysique du système solaire.

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La mission ExoMars Rosalind Franklin de l’ESA dédiée à l’exploration de Mars embarquera un instrument unique d’enregistrement du son et des données atmosphériques de la planète Mars. L’Institut a été sélectionné par l’ESA et le CNES pour cette collaboration scientifique d’envergure.

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Le Département Mécanique des Structures et Matériaux a pour vocation d’organiser et de superviser l’ensemble des activités d’enseignement de la mécanique du solide déformable pour les formations de l’ISAE-SUPAERO, en synergie avec les activités recherche amont et appliquées sur les matériaux et les structures aéronautiques. Cette interaction forte entre enseignement et recherche est le socle de l’organisation de notre département.

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Une équipe de chercheurs du DEOS a franchi une étape significative dans l’utilisation des données infrasonores captées par des ballons stratosphériques pour la compréhension des signaux sismiques. Cette avancée, publiée dans Earth Planets Space*, ouvre de nouvelles perspectives pour l’étude des séismes, tant sur la Terre que sur d’autres planètes.

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Le référentiel Aviation et Climat de l’ISAE-SUPAERO a pour vocation de fournir des éléments #scientifiques utiles à la compréhension des enjeux sur l’aviation et le climat. Ces travaux ont été soumis à un processus de relecture spécifique, intégrant à la fois du personnel de l’ISAE-SUPAERO et des chercheurs extérieurs issus de différents instituts. Trois objectifs pour ce rapport : - Faire émerger une culture commune au sein de l'Institut sur ces questions - Soutenir les industriels dans leur stratégie de décarbonation - Alimenter les réflexions dans les débat autour de l'avenir du secteur aérien

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L’atterrisseur InSight déployé par la NASA a enregistré deux tremblements de terre survenus en 2021 sur Mars fournissant aux scientifiques des données exceptionnelles, premières observations directes jamais réalisées du noyau d’une planète.

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Krishna Murali et Elena Ponce Moreno sont étudiantes en seconde année du Master of Aerospace Engineering à l’ISAE-SUPAERO. Elles effectuent des recherches sur le Mavion, un drone développé au sein de l’Institut qui décolle verticalement, puis peut voler comme un avion.

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Le groupe de recherche « Apprentissage, Décision, Optimisation » (ADO) s’intéresse à l’aide à la décision pour des applications allant des systèmes autonomes (planification, apprentissage, supervision) aux systèmes industriels (conception, développement, opérations, etc.).

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La mission Hera, mission internationale de défense planétaire, est en route pour étudier l’astéroïde Dimorphos, percuté par DART en 2022. L’ISAE-SUPAERO collabore activement à ce programme international de défense planétaire à travers les travaux de recherche de Naomi Murdoch et de l’équipe SSPA.

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Avec l’émergence du « New Space », de plus en plus de CubeSats sont lancés. Sur ces petites plateformes (les CubeSats sont constitués d’un ou plusieurs cubes standards de 10 cm de côté), plusieurs sous-systèmes doivent coexister. Si les solutions de propulsion électrique permettent de gagner de l’espace et du poids à bord, leur compatibilité électromagnétique avec les systèmes de communication embarqués est encore aujourd’hui questionnée. L’ISAE-SUPAERO, en collaboration avec le CNES et le LAPLACE, développe actuellement des outils de simulation ainsi que des méthodes de caractérisation afin de fournir aux ingénieurs des outils de dimensionnement des CubeSats et des moyens d’essais efficaces pour répondre à cette problématique. Ce banc expérimental développé à l’ISAE-SUPAERO permet la caractérisation d’une décharge plasma représentative d’un propulseur électrique, ainsi que la mesure de ses interactions avec des signaux micro-ondes générés par des antennes de communication à proximité. Finalement, les données expérimentales obtenues permettront de calibrer les outils d’analyse numérique actuellement développés par nos équipes.

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Courant janvier, le premier démonstrateur « Drone Mermoz » embarquant de l’hydrogène gazeux a effectué avec succès son premier vol radiocommandé sur la piste du club d’aéromodélisme de Muret en région toulousaine (31). Le démonstrateur, de 4 mètres d’envergure, présente un design inspiré des albatros qui exploitent les turbulences atmosphériques pour voler très longtemps en limitant leurs efforts. La route sera longue pour le « Défi Mermoz » qui ambitionne de réaliser, à l’horizon 2025, une traversée de l’Atlantique Sud sur la ligne mythique de l’Aéropostale reliant Dakar (Sénégal) à Natal (Brésil) ouverte par Jean Mermoz.

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Étudier la formation et l’origine des lunes de Mars et en ramener des échantillons : c’est la mission internationale hors norme, ambitieuse, menée par la JAXA, à laquelle participe l’ISAE-SUPAERO aux côtés du CNES.

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L'ISAE-SUPAERO - en tant que centre de formation par la recherche, de formation à la recherche et d’innovation - dispose de nombreux équipements de recherche utilisés au sein de ses 6 départements de recherche. Aujourd’hui, nous vous présentons les robots terrestres mobiles ! Que ce soit les robots, les avions, les voitures ou même les téléphones, toutes ces technologies sont équipées de systèmes de perception. Ces sources d’information permettent, selon l’application, de percevoir l’environnement dans lequel un système évolue et de mesurer également ses propres caractéristiques comme sa vitesse ou son accélération. Cette multitude de données doit alors être utilisée, croisée et interprétée au sein du système de navigation pour obtenir le positionnement du véhicule, mais par ailleurs, dans le cas des applications de cartographie, celui des objets qui l’entourent. Au sein de l’équipe NAVIRRES du DEOS, les chercheurs s’intéressent aux systèmes de navigation et à leur mise en application dans des environnements complexes où les informations des capteurs peuvent être dégradées, erronées ou indisponibles. Ainsi, des plates-formes d’acquisition mobiles sont développées. Elles sont équipées de caméras, lidars, récepteurs GNSS (Global Navigation Satellite System), radars et centrales à inertie, dans le but d’obtenir le système de navigation le plus performant selon l’application visée. Un des thèmes de recherche de l’équipe porte sur l’analyse des dégradations de l’information issue des capteurs qui permet de développer de nouveaux algorithmes robustes et adaptatifs, qui pallient aux contraintes environnementales. L’objectif est de rendre les systèmes de navigation plus précis et plus sûrs, pour des applications critiques nécessitant de fortes contraintes de fiabilité, comme pour les voitures autonomes ou la robotique d’exploration par exemple.

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Le projet Drone Mermoz, initié par une équipe de chercheurs du laboratoire d’aérodynamique de l’ISAE-SUPAERO a pour ambition de participer au développement de technologies de rupture pour l’aviation électrique. Traverser l’Atlantique Sud avec un aéronef d’environ 4 mètres d’envergure sans pilote et à propulsion hydrogène représenterait un premier pas vers le développement d’avions bas-carbone de plus grande taille pour le transport aérien.

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Le groupe « Capteurs d’IMages Intégrés » (CIMI) étudie, développe et caractérise des capteurs d’images à pixels actifs (Capteurs CMOS Image Sensor (CIS)) sur silicium pour le rayonnement visible et l’infrarouge.

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Situé à 80 mètres du rover au moment de son décollage, le petit hélicoptère s’est élevé à 5 mètres au-dessus du sol avant de parcourir une distance de 133 mètres pour ensuite revenir atterrir à l’endroit d’où il avait décollé. Le microphone scientifique de SuperCam, développé par l’ISAE-SUPAERO, a enregistré le son émis par la rotation des pales du drone martien au cours de son vol. Ce son possède une fréquence caractéristique de 84 Hz ; elle équivaut au « mi » grave d’un piano ou à la voix de basse d’un être humain. « C’est une grande surprise pour toute l’équipe scientifique ! » affirme Naomi Murdoch, chercheuse à l’ISAE-SUPAERO qui étudie les données du micro. « Les tests effectués dans un simulateur d’atmosphère martienne pour concevoir cet instrument et nos théories de la propagation du son nous indiquaient que le micro capterait très difficilement les sons de l’hélicoptère. En effet, l’atmosphère de Mars, très peu dense, atténue fortement la transmission des sons. Nous devions avoir un peu de chance pour enregistrer l’hélicoptère à une telle distance. Nous sommes très satisfaits d’avoir réussi à obtenir cet enregistrement qui se révèle une mine d’or pour notre compréhension de l’atmosphère martienne ». Développé conjointement par l’ISAE-SUPAERO et un consortium de laboratoires du CNRS et de ses partenaires, coordonnés par le CNES, le microphone de SuperCam est dérivé d’un modèle grand public adapté pour résister à l’environnement martien. Il poursuit 3 objectifs scientifiques et techniques substantiels de la mission Mars 2020 : L’étude du son associé aux impacts laser sur les roches martiennes pour mieux connaître leurs propriétés mécaniques. L’amélioration de la connaissance des phénomènes atmosphériques (turbulence du vent, tourbillons de poussière, interactions du vent avec le rover, et désormais, avec l’hélicoptère). La compréhension de la signature sonore des différents mouvements du rover (opérations du bras robotique et du mât, roulage sur sol normal ou accidenté, surveillance des pompes, …). Le microphone avait été mis en route pour la première fois quelques heures après l’atterrissage de Perseverance. Il avait alors enregistré les premiers sons martiens provenant de turbulences dans l’atmosphère. Il est utilisé quotidiennement en conjonction avec l’ablation laser des roches pour l’analyse chimique de Mars. À PROPOS DE LA MISSION MARS 2020 : La NASA s’appuie sur le Jet Propulsion Laboratory du Caltech pour le développement de la mission Mars 2020. SuperCam a été développé conjointement par le LANL (Los Alamos National Laboratory, États-Unis) et un consortium de laboratoires rattachés au CNRS, à des universités et établissements de recherche français. Plusieurs universités espagnoles, emmenées par l’université de Valladolid, contribuent aussi à cet instrument. Le CNES est responsable, vis-à-vis de la NASA, de la contribution française à SuperCam. L’instrument est opéré en alternance depuis le LANL et le centre des opérations scientifiques installé au CNES à Toulouse, le FOCSE (French Operations Center for Science and Exploration).

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L’outil AeroMAPS, développé par des chercheurs de l’ISAE-SUPAERO, permet d’évaluer les impacts environnementaux du transport aérien et l’efficacité ou les limites des leviers pour décarboner le secteur.

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Cette vidéo et cet audio montrent les résultats obtenus par le rover martien Persévérance de la NASA et son microphone SuperCam lors de l’enregistrement des sons d’un tourbillon de poussière martien passé à sa verticale le 27 septembre 2021, le 215e jour martien ou sol, de la mission. Le tourbillon de poussière mesurait 25 mètres de large pour au moins 118 mètres de haut, et se déplaçait à 19 km/h environ. C’est la première fois qu’un tel enregistrement est réalisé, car capturer un tourbillon de poussière demande un peu de chance. En effet, il a survolé le rover au moment où tous les capteurs de Persévérance mesurant le vent, la pression, la température et la poussière plus la caméra NavigationXXX (Navcam) étaient en marche. Cela a permis aux scientifiques de combiner les sons, les images et les données atmosphériques. La combinaison unique de ces données, ainsi que la modélisation atmosphérique, ont permis aux chercheurs d’estimer les dimensions du tourbillon de poussière. Les scientifiques ne peuvent pas prédire précisément le passage de ces vortex. Les rovers comme Persévérance et Curiosity les surveillent régulièrement. Lorsque les scientifiques constatent qu’ils sont plus fréquents à un certain moment de la journée ou qu’ils s’approchent d’une certaine direction, ils concentrent leur surveillance pour tenter d’attraper un tourbillon de poussière avec tous les capteurs à leur disposition. > Pour mieux comprendre la vidéo, elle montre trois rangées d’images : - la rangée du haut est une image brute de la surface martienne prise par la NavcamSuperCam ; bien que la caméra soit capable de prendre des couleurs, elle prend des images en noir et blanc lorsqu’elle recherche des tourbillons de poussière afin de réduire la quantité de données renvoyées vers la Terre (la plupart des images reviennent sans tourbillon de poussière détecté). - la rangée du milieu montre la même image traitée avec un logiciel de détection des changements pour indiquer où le mouvement s’est produit au fil du temps ; la couleur est utilisée pour montrer la densité de la poussière, allant du bleu (bruit à la poussière de faible densité) au jaune en passant par le violet. Les zones où le mouvement est détecté sont indiquées par la couleur, le violet correspondant à un mouvement léger et le blanc à un mouvement plus rapide. - la dernière ligne est un graphique montrant l’amplitude du son provenant du microphone de SuperCam et une chute soudaine de la pression atmosphérique enregistrée par la suite de capteurs de Perseverance, appelée Mars Environmental Dynamics Analyzer, fournie par le Centro de Astrobiología (CAB) à l’Instituto Nacional de Tecnica Aeroespacial à Madrid et l’amplitude du son provenant du microphone de SuperCam . Un objectif clé de la mission de Persévérance sur Mars est l’astrobiologie, notamment la recherche de signes de vie microbienne ancienne. Le rover caractérisera la géologie et le climat passé de la planète, ouvrira la voie à l’exploration humaine de la planète rouge et sera la première mission à collecter et à mettre en cache de la roche et du régolithe martiens (roche brisée et poussière).

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L'ISAE-SUPAERO - en tant que centre de formation par la recherche, de formation à la recherche et d’innovation - dispose de nombreux équipements de recherche utilisés au sein de ses 6 départements de recherche. Aujourd’hui, nous vous présentons la Machine BeAM ! La machine de fabrication additive par dépôt de poudres métalliques et fusion laser permet au Département de Mécanique des Structures et Matériaux (DMSM) de dimensionner et qualifier des pièces obtenues par ces procédés. Le département met en place des instrumentations pour améliorer la qualité des pièces et fiabiliser le procédé. Cette année a vu le démarrage des travaux de recherche, soutenue par la région Occitanie, sur l’instrumentation et le monitoring du procédé. L’activité montera en puissance en 2023 avec le démarrage des travaux de recherche sur la réparation des pièces aéronautiques de haute valeur ajoutée et le développement des multi-matériaux.

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Le Département Conception et Conduite des véhicules Aéronautiques et Spatiaux (DCAS) intègre le Centre des Opérations Aériennes de Lasbordes (COAL) situé sur un aérodrome à quelques kilomètres du campus de L’ISAE-SUPAERO. Dans le cadre de ses activités de formation et de recherche aéronautique, le COAL opère une flotte de 9 avions légers.

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Alors qu’était fêté l’année dernière le 50ᵉ anniversaire de la mission Apollo 17, dernier voyage habité vers la Lune, le développement du “New Space” a permis de relancer l’attrait du secteur spatial pour l’exploration lunaire.

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Au sein de l’ISAE-SUPAERO, le Département d’ingénierie des systèmes complexes (DISC) développe des compétences en mathématiques et informatique pour l’ingénierie aéronautique et spatiale. En enseignement comme en recherche, il s’intéresse aux modèles, méthodes et outils nécessaires pour maîtriser le comportement et les performances de systèmes complexes. Cette complexité peut être induite par le caractère multi-physiques ou multi-échelles des systèmes étudiés, leur comportement dynamique, leur structure distribuée et communicante.