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L’ISAE-SUPAERO se dote d’un nouvel équipement innovant en fabrication additive

Date de publication

24 septembre 2025

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Actualité

Aéronautique

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L’ISAE-SUPAERO et l’Institut Clément Ader (ICA) viennent d’acquérir une nouvelle machine de fabrication additive métallique par dépôt de fil fusionné à l’arc (Wire Arc Additive Manufacturing – WAAM). Cet équipement de pointe ouvre de nouvelles perspectives pour la recherche, l’enseignement et l’innovation dans le domaine aéronautique.

L’Inauguration de ce nouvel équipement de recherche s’est tenue mardi 23 septembre sur le campus de l’ISAE-SUPAERO en présence des partenaires financiers et de recherche.

Une technologie au service de l’industrie aéronautique durable

La technologie WAAM permet de fabriquer des pièces semi-finies de grandes dimensions en utilisant uniquement la matière nécessaire. Elle contribue ainsi à réduire les déchets, à limiter l’usage des métaux rares et à améliorer l’efficacité énergétique des procédés de fabrication.

Grâce à ses performances (plus de 2 kg de dépôt de matière par heure), elle représente une alternative prometteuse aux procédés traditionnels d’usinage, notamment pour des pièces comme les mats de réacteurs ou les longerons d’avions.

Recherche, formation et partenariats industriels

Cet équipement sera utilisé par nos enseignants-chercheurs, doctorants et étudiants ingénieurs pour explorer de nouvelles approches en conception, en fabrication multi-matériaux et en réparation de pièces aéronautiques à haute valeur ajoutée.

Il ouvre également la voie à de nouvelles collaborations industrielles : un projet est déjà en cours avec Segula Technologies, tandis que des discussions sont engagées avec Airbus et Safran.

Un investissement collectif pour l’avenir

L’acquisition de cette machine, d’un montant de 700 000 €, a été financée dans le cadre d’un Contrat de Plan État-Région (CPER), avec le soutien du ministère des Armées, de la Région Occitanie et de Toulouse Métropole. L’ISAE-SUPAERO a également contribué en finançant les infrastructures et l’installation de l’équipement.

Un pas de plus vers l’innovation responsable

Avec la WAAM, l’ISAE-SUPAERO et l’ICA renforcent leur rôle d’acteurs clés dans le développement de technologies innovantes, durables et compétitives, en phase avec les grands enjeux de transition écologique et numérique du secteur aérospatial.

Inauguration de la machine WAAM - ISAE-SUPAERO / ICA

Valentin LELOUP, ingénieur système de télécommunications quantiques et optiques : le tandem quantique et spatial

Date de publication

02 juillet 2025

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Actualité

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Explorer, le maître mot de Valentin

« Guidé après les classes prépa par mon intérêt pour le domaine spatial, j’ai intégré l’ISAE-SUPAERO et ai découvert les cours de physique fondamentale. J’ai été happé ! » explique Valentin Leloup aujourd’hui ingénieur en Recherche et Développement chez Thales Alenia Space, fabricant européen de satellites destinés aux domaines des télécommunications, de l’observation de la Terre, de l’exploration spatiale et de la navigation par satellites.

Le jeune ingénieur double diplômé et multicompétences témoigne de son riche parcours qui lui permet de travailler dans le domaine de la physique quantique appliquée au spatial.

Un parcours de formation sur mesure

Quand Valentin entre à l’ISAE-SUPAERO en 2018 avec une appétence pour le spatial, les cours de physique fondamentale l’intéressent énormément et le conduisent à s’orienter vers des options en physique du laser. Durant la période Covid, il s’attaque à la lecture de l’ouvrage de référence « Mécanique quantique » de Claude Cohen-Tannoudji.

« Passionnant » confie-t-il !

Fort de cet enthousiasme, il s’inscrit en complément de son cursus de 3e année à l’ISAE-SUPAERO au Master 1 « Physique fondamentale et applications » dispensé par Sciences Sorbonne Université qu’il suit à distance. Sur cette bonne lancée, il obtient l’année suivante un aménagement de sa dernière année à l’ISAE-SUPAERO dans le domaine de la conception et opération des systèmes spatiaux afin de poursuivre à mi-temps un Master 2 en physique à l’Université de Toulouse.

« J’ai ensuite obtenu un stage de fin d’études dans le domaine des télécommunications par satellite chez Thales Alenia Space. Mon profil a donné satisfaction à mes employeurs et j’ai été séduit par ce stage qui associait le quantique au spatial » se souvient Valentin Leloup.

Physique et spatial au cœur de l’activité

Ce stage a été une excellente rampe de lancement qui lui permet d’être embauché chez Thales Alenia Space comme ingénieur système pour les télécommunications quantiques et optiques.

« C‘est rare et précieux de pouvoir relier dans mon activité professionnelle mes deux domaines de prédilection » précise Valentin Leloup.

Dans le secteur spatial, notamment dans les activités relatives à l’observation de la Terre, à la navigation par satellite ou encore la sécurité des systèmes de télécommunications, la physique quantique promet de nombreux développements.

« Je travaille sur des projets de Recherche & Développement (R&D) au sein du domaine Télécommunications de Thales Alenia Space afin de concevoir de nouvelles technologies pour des applications industrielles sur le marché du spatial » poursuit-il. « En parallèle de la distribution quantique de clés de chiffrement par voie spatiale, nous travaillons sur le modèle des expériences de photons intriqués du physicien Alain Aspect nobélisé en 2022. C’est à partir de recherches en laboratoire, que l’ingénieur recherche en physique que je suis, est à l’œuvre pour distribuer de l’intrication quantique à grande échelle via l’utilisation de satellites et pour développer ce qu’on appelle l’internet quantique » explique Valentin Leloup.

À cette activité de recherche s’ajoute la partie ingénierie qui lui permet de suivre la réalisation de maquettes des équipements (source de photons unique, détecteurs de photons uniques, etc.) comprenant les étapes de design, les phases de manipulation et de tests afin de disposer de toutes les métriques et performances. « Ma formation d’ingénieur spatial m’est très utile pour avoir une bonne approche du système global ainsi que pour maîtriser des différents sous-systèmes qui participent à la conception de cette nouvelle technologie » développe Valentin Leloup.

Les projets de R&D sont réalisés en collaboration avec les agences spatiales française et européenne, des laboratoires de recherche ainsi que des startups. Le travail en équipe pluridisciplinaire, le croisement de différents domaines d’expertise et de compétences en composants photoniques spatiaux, architecture réseau, systèmes orbitaux, télécommunications spatiales sont au cœur des innovations industrielles. Pour Valentin Leloup toutes les composantes d’une activité professionnelle stimulante sont réunies.

« Compte tenu mon expérience, si j’avais un conseil à donner aux étudiants, ce serait de s’ouvrir et d’explorer plusieurs domaines et ne pas se focaliser sur une idée de départ. En un mot, il faut être acteur de son avenir. » conclut Valentin Leloup.

De la modélisation à la décarbonation : la MDO comme moteur de transformation lors du 4e workshop européen

Date de publication

11 juin 2025

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DMSM

Structures et matériaux

Workshop

L’ISAE‑SUPAERO a accueilli la 4ᵉ édition du workshop international dédié à la Conception Optimale Multidisciplinaire (MDO), un événement majeur pour la communauté scientifique et industrielle. Au cœur des échanges : des thématiques en phase avec les grands enjeux actuels, telles que la modélisation multifidélité, l’intelligence artificielle, l’optimisation environnementale et l’intégration de la durabilité dans les processus de conception.

Du 3 au 5 juin, l’ISAE-SUPAERO a ouvert ses portes au 4ᵉ European Workshop on MDO for Industrial Applications in Aeronautics. Pendant trois jours, chercheurs, ingénieurs et industriels se sont réunis pour échanger autour des avancées dans un domaine devenu essentiel à la conception aéronautique.

Un workshop international au cœur des avancées en MDO

L’événement, organisé en collaboration avec l’ONERA, le DLR, l’IRT Saint Exupéry et la NASA, a rassemblé près de 150 participants, facilitant un dialogue fructueux entre recherche académique et besoins industriels.

Un programme riche et varié, piloté par Joseph Morlier, professeur en optimisation de conception multidisciplinaire à l’ISAE-SUPAERO, Nathalie Bartoli, directrice de recherche à l’ONERA et professeure associée à l’ISAE-SUPAERO, et Christian Gogu, professeur en optimisation et fiabilité des structures à l’ISAE-SUPAERO.

Au rang des sujets phares, la modélisation multi-fidélité a été largement discutée, illustrant la manière de combiner modèles rapides et modèles haute-fidélité pour optimiser efficacement sans sacrifier la précision. Les approches intégrant l’intelligence artificielle ont également retenu l’attention, notamment par l’utilisation de techniques d’apprentissage automatique pour accélérer les simulations et guider les processus d’optimisation. Tandis que la dimension environnementale a occupé une place centrale, avec des présentations dédiées pour réduire l’empreinte carbone des avions.

« Alors qu’il était difficile de faire avancer l’industrie il y a quelques années, principalement en raison des cloisonnements disciplinaires, la MDO progresse, les bénéfices des recherches académiques sont aujourd’hui intégrés de manière rapide, principalement grâce à l’offre de codes open source (SMT, OpeMDAO, Gemseo, etc.) ainsi que de benchmarks multidisciplinaires (aile CRM de la NASA, moteur à réaction du DLR, etc.) », a souligné Joseph Morlier, mettant en perspective l’évolution récente de l’écosystème MDO.

Des interventions marquantes et des collaborations interdisciplinaires

Parmi les interventions notables, la keynote de Benjamin Philips (NASA Langley Research Center) a suscité un vif intérêt. Intitulée « Transforming MDAO: How We Can Bridge the Gap Between Academic Development and Industry Adoption », sa keynote proposait une réflexion critique sur les outils et pratiques actuels de la MDO dans le cadre du projet Transformative Tools and Technologies (TTT) de la NASA. Benjamin Philips a notamment mis en lumière les tensions persistantes entre avancées méthodologiques académiques et exigences de robustesse industrielle, tout en esquissant des pistes de rapprochement. Des échanges nourris ont clôturé sa présentation.

De son côté, Laura Mainini, professeure en Aerospace Computational Design au Département d’Aéronautique d’Imperial College London, a centré son intervention sur l’intérêt d’exploiter différents niveaux de fidélité dans les processus d’optimisation. Elle a montré comment le recours combiné à des modèles rapides et haute-fidélité permet d’équilibrer précision et coût computationnel, en particulier lorsqu’il s’agit d’intégrer des considérations environnementales dès la phase de conception. Son approche, à l’interface entre modélisation avancée et durabilité, ouvre des perspectives pour une MDO plus agile et adaptée à la complexité croissante des systèmes aérospatiaux.

Les sessions techniques ont permis de faire dialoguer une diversité d’acteurs, issus notamment de l’ONERA, du DLR (Centre aérospatial allemand), de l’IRT Saint Exupéry, de Dassault Aviation, d’Airbus, de Safran, d’Imperial College London, de Rolls-Royce, de l’Université de Sheffield et de Southampton, de Vicomtech ou encore de l’Université de Cagliari. Ces contributions ont abordé des problématiques concrètes, telles que le couplage entre disciplines dans les configurations hybrides-électriques, la gestion de modèles multi-fidélité ou encore l’optimisation orientée vers les performances environnementales.

Une dynamique collaborative en faveur de la durabilité

La dernière journée a été marquée par une session spéciale dédiée au projet européen NEXTAIR, financé dans le cadre d’Horizon Europe. Ce programme vise à développer de nouvelles méthodologies pour l’optimisation des systèmes complexes dans le secteur aéronautique, en intégrant dès la conception des critères environnementaux et de soutenabilité. Cette session a permis de présenter des cas d’application concrets et de valoriser les résultats obtenus sur des scénarios industriels.

Ce workshop a également mis en valeur l’excellence de la recherche française en MDO, et notamment le rôle structurant joué par l’ISAE-SUPAERO, dont les travaux en optimisation pour la conception aéronautique s’inscrivent dans une dynamique européenne et collaborative.

« Nous avons tous démontré l’importance des couplages interdisciplinaires au travers de discussions intenses et productives. La prise en compte de ces couplages permettra de changer les mentalités au sein de l’industrie aérospatiale : le problème n’est plus d’optimiser les véhicules aérospatiaux ou leurs trajectoires, mais principalement de permettre à un voyageur de se déplacer d’un point A à un point B en minimisant les impacts sur la planète. », a rappelé Joseph Morlier, « cette tendance a été démontrée lors de sessions de posters très intéressantes présentées par de nombreux doctorants internationaux. »

L’implication des jeunes chercheurs et des doctorants de l’Institut (Shantanu Sapre, Ousmane Sy, Shubham Deshmukh) a en effet largement contribué au bon déroulement de l’événement, tant sur le plan logistique que scientifique. « Ce workshop a nécessité beaucoup de préparation en amont, mais grâce au dévouement de tous les membres de l’équipe d’organisation cela nous a permis de poursuivre sur la lancée des dernières éditions et accroître encore la participation, cette édition étant de loin celle avec le plus grand nombre de participants. » a témoigné Christian Gogu.

Enfin, comme l’a résumé Nathalie Bartoli : « Cet événement était à la fois riche techniquement et humainement, marqué par la qualité des échanges, une atmosphère chaleureuse, et une belle dynamique de collaboration au sein de la communauté MDO européenne. »

Le MDO dans le DMSM

Le Département de recherche Mécanique des Structures et Matériaux (DMSM) oriente ses recherches autour des problématiques d’endommagement de structures composites, de fatigue des matériaux et structures métalliques, de dynamique vibratoire et enfin de méthodes numériques pour la mécanique. Au sein du département, le Multidisciplinary Design Optimization (MDO), ou Optimisation de Conception Multidisciplinaire, est une approche méthodologique qui vise à optimiser la conception de systèmes complexes en prenant en compte simultanément plusieurs disciplines d'ingénierie.

Contrairement aux méthodes traditionnelles où chaque discipline est optimisée de manière séquentielle, le MDO intègre les interactions entre disciplines dès les premières phases de conception, permettant ainsi d'identifier des solutions globalement optimales.

En aéronautique, le MDO intègre dans le cadre de ses recherches plusieurs disciplines telles que l’aérodynamique, la structure ou la propulsion, permet d’optimiser globalement les avions en conciliant performances, sécurité, poids et consommation. Cette approche systémique s’impose aujourd’hui comme une réponse incontournable aux défis techniques et environnementaux du secteur.

Capter l’activité sismique d’un astéroïde : notre rendez-vous sur Apophis

Date de publication

10 juin 2025

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DEOS

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Les contributions scientifiques des chercheurs de l’ISAE-SUPAERO se poursuivent pour la conception du premier sismomètre qui sera déployé sur un astéroïde par la mission Ramses de l’ESA.

Notre rendez-vous sur Apophis

L’exploration d’astéroïdes est toujours d’actualité à l’ISAE-SUPAERO. Les chercheurs experts des sciences de l’Univers, fortement impliqués dans les missions internationales de défense planétaire comme DART de la NASA et HERA de l’Agence Spatiale Européenne (ESA), ont un défi à relever sur Apophis : la conception d’un sismomètre qui sera embarqué dans un CubeSat. Une équipe de scientifiques et des ingénieurs est au travail, horizon 2029.

« Le tout premier sismomètre sur un astéroïde »

Le 13 avril 2029, l’astéroïde Apophis long de 375 mètres frôlera la Terre sans danger. Dans cette perspective, l’Agence Spatiale Européenne – ESA – prépare la mission Ramses (Rapid Apophis Mission for Space Safety) qui devrait être lancée en 2028 si elle reçoit un soutien suffisant. Ramses observera Apophis durant son survol grâce à une sonde principale et deux CubeSats. L’objectif est d’étudier l’astéroïde : sa forme, sa surface, sa rotation, son orbite et sa réaction aux forces de marée induites par la Terre. Ces données aideront à mieux comprendre le comportement des astéroïdes et développer des stratégies de déviation en cas de menace future.

L’un des CubeSats de la mission Ramses analysera la structure interne avec un radar et la poussière autour d’Apophis, tandis que l’autre CubeSat mesurera notamment son activité sismique avec l’instrument SIA (Seismic Instrument for Asteroids). Ce dernier est développé à l’ISAE-SUPAERO par l’équipe de recherche Systèmes Spatiaux pour la Planétologie et ses Applications (SSPA) en collaboration avec le CNES, et avec le soutien scientifique de l’Institut du Globe de Paris (IPGP).

Depuis le début de l’exploration planétaire, les sismomètres ont toujours été des instruments clés pour sonder l’intérieur des corps planétaires. Ils ont été déployés sur la surface de la Lune, de Mars et de Vénus, mais jamais encore sur un astéroïde. « L’instrument SIA sera donc le tout premier sismomètre à fonctionner sur un astéroïde. Nous attendons que l’attraction gravitationnelle de la Terre lors de la rencontre rapprochée avec Apophis engendre des séismes dans l’astéroïde que nous pourrons enregistrer » explique avec enthousiasme Naomi Murdoch, responsable scientifique de cet instrument scientifique.

De son côté, l’ingénieure électronique Pauline Carpi précise « SIA qui a environ la taille d’une brique de lait embarquera nos capteurs capables et l’électronique pour piloter l’instrument et acquérir les données ».

« Ce sismomètre est l’aboutissement de plus d’une décennie de recherche et développement à l’ISAE-SUPAERO, intégrant les avancées de projets tels que les études Apophis 2029 du CNES, les CubeSats COPINS de l’ESA et le projet NEO-MAPP Horizon 2020 de la Commission Européenne » commente Raphaël Garcia chercheur en géophysique planétaire, chef de projet de SIA.

De son côté, Tomohiro Ishizuka, chercheur en astrodynamique et contrôle robuste au département de recherche Conception et Conduite des véhicules Aéronautiques et Spatiaux de l’ISAE-SUPAERO collabore à la mission Ramses sur la partie délicate de l’atterrissage du CubeSat déployé à partir du vaisseau spatial principal. « Nous travaillons à garantir que le CubeSat atterrisse sain et sauf dans une zone bien éclairée pendant les heures où Apophis passera au plus près de la Terre » nous explique-t-il.

Nous serons au rendez-vous !

Former aux nouvelles compétences pour le futur du spatial : COMETES est lancé !

Date de publication

09 juin 2025

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Emploi

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Pour répondre aux besoins croissants de la filière spatiale et du New Space, COMETES incarne une dynamique collective forte. Porté par la Communauté d’universités et établissements de Toulouse en lien avec les établissements académiques (notamment le groupe ISAE, plusieurs universités et écoles et 5 centres spatiaux universitaires), les collectivités territoriales (Régions Occitanie et Nouvelle-Aquitaine) et les acteurs industriels, COMETES s’inscrit dans une synergie nationale.

« Former 11 000 apprenants, sensibiliser, 300 000 personnes aux enjeux du spatial ».

Le Diagnostic Espace Compétences Sud-Ouest (DESCO) produit par le pôle Aerospace Valley en 2023 a éclairé la nécessité d’étoffer l’offre post-bac pour les techniciens et de renforcer la formation au niveau ingénieur et master. COMETES répond à ces enjeux en développant des parcours de formation et les compétences dans les métiers de l’Espace. Les objectifs sont ambitieux : former 11 000 apprenants en cinq ans, créer une dizaine de parcours en formation initiale et continue et sensibiliser 300 000 personnes aux enjeux du spatial.

« Depuis plusieurs mois, les partenaires sont en action et dès septembre 2025, les nouveaux parcours accueilleront leurs premiers étudiants sur des thématiques comme l’accès à l’espace, le traitement de la donnée et la surveillance de l’espace » explique Thibault Bremaud, responsable du projet COMETES.

Le projet s’appuie sur des formations existantes qui seront enrichis par de nouveaux parcours d’excellence, pour répondre aux besoins croissants en compétences dans un secteur spatial en pleine transformation avec des enjeux civils et militaires majeurs. Des modules communs seront également développés entre établissements portant sur des thématiques telles que le big data, l’ingénierie système ou les lanceurs spatiaux. « La formation intègrera les grands enjeux du spatial durable : lanceurs réutilisables, micro-lanceurs, analyse de cycle de vie des systèmes ou encore impact environnemental des opérations de lancement » souligne aussi le responsable du projet.

Lancé pour 5 ans, COMETES compte un budget global de 45 millions d’euros, une dotation de 20 millions d’euros a été reçue dans le cadre de l’appel à manifestation d’intérêt « Compétences et métiers d’avenir ».

COMETES, 26 partenaires impliqués

Airbus Defence and Space
ArianeGroup
Bordeaux INP ENSEIRB MATMECA
CNES
COMAT
Communauté d’universités et établissements de Toulouse
Ecole de l’air et de l’espace
ESTIA
Fondation UGA
Fondation Van Allen
Grenoble INP – UGA
INSA Toulouse
ISAE- ENSMA
ISAE-SUPAERO
ISAE-SUPMECA
Observatoire de la Côte d’Azur
ONERA
Rectorat de région académique
Occitanie
Région Nouvelle Aquitaine
Région Occitanie / Pyrénées
Méditerranée
Toulouse INP
Université Côte d’Azur
Université de Montpellier
Université de Toulouse
Université Grenoble Alpes
Université Toulouse Jean Jaurès

Un protocole choisi pour sécuriser les communications face aux ordinateurs quantiques

Date de publication

16 mai 2025

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Chercheur

DISC

Enseignant-chercheur

Publication scientifique

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.

HQC : une technologie française au cœur de la cybersécurité post-quantique

Depuis 2016, le NIST (National Institute of Standards and Technology) aux États-Unis a lancé un grand appel international : imaginer les systèmes de cryptographie de demain, capables de résister à la puissance des ordinateurs quantiques. Ces machines du futur pourraient en effet rendre obsolètes les protections actuelles de nos communications, qu’il s’agisse d’Internet, de réseaux militaires ou même de satellites.

Parmi les solutions proposées, un protocole 100 % français s’est démarqué : HQC (Hamming Quasi-Cyclic). Conçu pour résister aux attaques des ordinateurs quantiques, HQC permet à deux interlocuteurs de partager un secret — même si leur échange est espionné — et de s’en servir ensuite pour chiffrer leurs communications.

Ce projet ambitieux est porté par un consortium dirigé par Philippe Gaborit de l’Université de Limoges, auquel se sont joints des chercheurs de l’ISAE-SUPAERO et de l’ENAC. Ensemble, ils ont contribué à l’élaboration, l’optimisation et la validation de cette solution de cryptographie dite « post-quantique ».

Une reconnaissance internationale

Récemment, le NIST a annoncé la sélection de HQC pour une future standardisation. Une consécration pour ce protocole, appelé à devenir un pilier de la cybersécurité mondiale pour les décennies à venir, notamment dans des secteurs sensibles comme les télécommunications.

Une expertise toulousaine en première ligne

Le succès de HQC repose sur des contributions clés de plusieurs chercheurs toulousains :

Carlos Aguilar, professeur au département DISC de l’ISAE-SUPAERO de 2018 à 2022, est l’un des membres fondateurs du projet. Il a participé à la conception initiale de l’algorithme et a été l’un des principaux porteurs du projet pendant toute la phase de standardisation.

Jérôme Lacan, également professeur à l’ISAE-SUPAERO, a travaillé sur le mécanisme de codage et décodage d’erreurs, un composant essentiel du système.

Arnaud Dion, enseignant-chercheur à l’ISAE-SUPAERO, a quant à lui réalisé une implémentation matérielle du protocole sur circuit intégré, permettant d’en démontrer les performances face aux autres solutions concurrentes.

Nous avons implanté l’ensemble de l’algorithme de chiffrement/déchiffrement directement dans un circuit intégré. L’objectif était double : prouver que cet algorithme pouvait être embarqué dans une puce dédiée à la cybersécurité, et démontrer ses performances concrètes. Cela a nécessité de réécrire entièrement le code pour le rendre compatible avec une architecture matérielle, tout en veillant à ce que cette implémentation soit facilement reproductible par un industriel.

Une équipe internationale coordonnée par Limoges

Coordinateur : Philippe Gaborit, Université de Limoges

Partenaires du projet HQC (4ᵉ tour) :

Carlos Aguilar Melchor (SandBox)
Nicolas Aragon (Université de Limoges – Institut Xlim)
Slim Bettaieb, Loïc Bidoux (Technology Innovation Institute, UAE)
Olivier Blazy (École Polytechnique – CNRS/LIX)
Jurjen Bos (Worldline, NL)
Jean-Christophe Deneuville (ENAC, Université de Toulouse)
Arnaud Dion, Jérôme Lacan (ISAE-SUPAERO, Université de Toulouse)
Edoardo Persichetti (Florida Atlantic University, US)
Jean-Marc Robert, Pascal Véron (Université de Toulon – Institut de Mathématiques)
Gilles Zémor (Université de Bordeaux – Institut de Mathématiques de Bordeaux)

Les chercheurs de l’ISAE-SUPAERO explorent l’univers du quantique

Date de publication

05 mai 2025

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Chercheur

DISC

Enseignant-chercheur

Publication scientifique

À la croisée des disciplines, le quantique façonne le futur

Informatique quantique : premiers pas, la sécurité des communications en ligne de mire

« L’informatique quantique repose sur des bases totalement différentes de l’informatique classique et constitue une révolution qui peut changer le monde, » commente Arnaud Dion, enseignant- chercheur en systèmes embarqués.

L’informatique quantique permettra par exemple l’optimisation des process comme la maintenance programmée des avions pour des compagnies qui possèdent des flottes très importantes, une fiabilité accrue au-delà des prévisions météorologiques notamment pour l’agriculture, les transports, la production d’énergie. Dans le domaine de la santé les évolutions permettront d’accélérer la compréhension des maladies et d’améliorer la précision des traitements, ainsi que la simulation de molécules de plus en plus complexes.

La seconde révolution quantique va rapidement révolutionner la sécurité informatique telle que nous la connaissons aujourd’hui. Des chercheurs du Département d’Ingénierie des Systèmes Complexes de l’ISAE-SUPAERO sont engagés, depuis près de 10 ans dans un programme de recherche en cryptographie initié par l’Institut national américain des normes et de la technologie (NIST – USA). Lancée en 2016, cette campagne de standardisation de nouveaux algorithmes a retenu des projets soumis par l’ISAE-SUPAERO et ses partenaires.

Le Hamming Quasi-Cyclic (HQC), un protocole développé par des chercheurs de l’ISAE-SUPAERO, de l’ENAC, de l’Université de Limoge, d’autres universités vient d’être sélectionné pour faire face aux futures menaces des ordinateurs quantiques. Cette technologie assurera la sécurité des échanges numériques dans les domaines des télécommunications et des réseaux sensibles. Ce choix marque un tournant décisif dans l’histoire de la cryptographie et place HQC au cœur de la cybersécurité mondiale.

« Lorsque d’ici 10 à 15 ans, les ordinateurs quantiques seront opérationnels, ils déverrouilleront des codes en quelques heures. Si on ne s’intéresse pas maintenant à la cryptographie post quantique, des infrastructures informatiques pourront s’effondrer du jour au lendemain » confie Arnaud Dion.

L’Institut développe également une activité de recherche en informatique quantique pour explorer les applications spatiales et aéronautiques telles que l’analyse d’images, de trajectographie de sondes orbitales qui pourraient être envisagées dans l’avenir.

Réseaux de communications quantiques et traitement du signal : la recherche en marche

Au cœur du département Electronique, Optronique et traitement du Signal (DEOS), les chercheurs s’intéressent depuis quelques années aux télécommunications quantiques et lien laser en espace libre. Leur intérêt se porte sur les communications satellite sol dont les effets sont modélisés et les liaisons avec intrication quantique dédiés à être testées.

« Sur le plan expérimental nous disposons d’un lien laser satellite propre / banc infra-rouge sur les liens satellites sol. L’expérience des photons intriqués utilisée aujourd’hui pour l’enseignement sous forme de travaux pratiques de physique quantique à partir des travaux d’Alain Aspect (prix Nobel 2022) constituera dans l’avenir un dispositif qui nous permettra de développer notre recherche » précise Angélique Rissons, professeur et responsable du département DEOS.

La chercheuse Meryem Benammar, spécialiste en théorie de l’information, travaille quant à elle sur des techniques de sécurité de la couche physique. Elle s’intéresse particulièrement à la génération de clés sécurisées pour connecter des utilisateurs en assurant leur résistance face à des attaques et interception de réseaux espions.

La chercheuse précise « nous développons des algorithmes d’extraction de clés de communication sécurisée utiles dans les schémas de distribution de clés quantiques appelés Quantum Key Distribution ou QKD ».

Ces codes reposent sur des sources d’aléas d’origine quantique comme des photons intriqués ou la polarisation des photons, et sont par construction robustes aux ordinateurs quantiques, contrairement aux clés générées de façon mathématique. Les applications pratiques de schémas QKD transmis par satellite sont à grande échelle car ils offrent l’opportunité de distribuer les sources quantiques sur de longues distances via des liens de communication optiques. De fait, l’Europe mène des projets d’envergure afin de développer ses propres réseaux de distribution de clés quantiques.

En matière de formation, l’ISAE-SUPAERO en partenariat avec l’ENSEEIHT, l’ENAC et l’INSA Toulouse, propose aux étudiants ingénieurs de 3e année, le Master « Advanced Communication Systems », une des rares formations à aborder la sécurité de la couche physique dans un objectif de recherche.

De la recherche fondamentale aux projets collaboratifs : prochaine étape

À l’ISAE-SUPAERO, les expertises et avancées disciplinaires dans le domaine de la quantique permettent aujourd’hui de dessiner des ponts entre les différents spécialistes.

Demain, l’ensemble des compétences seront mises à profit sur des sujets transverses à travers des thèses appliquées en lien avec des partenaires industriels.

La recherche fondamentale qui agrège de plus en plus les sciences des télécommunications, du traitement du signal et de l’informatique quantique évolue vers de l’ingénierie.

L’ISAE-SUPAERO aura sa place au cœur de ces technologies !

L’ISAE-SUPAERO annonce un nouveau partenariat avec l’ESA Academy pour soutenir ses futurs étudiants du Master in Aerospace Engineering

Date de publication

10 avril 2025

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Aérospatial

Bourse

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Master in Aerospace Engineering

Une nouvelle collaboration stratégique

Ce partenariat renforce la position de l’ISAE-SUPAERO en tant que leader de l’enseignement de l’ingénierie aérospatiale en Europe et réaffirme son engagement à former la prochaine génération de professionnels du secteur aérospatial.

Grâce à cette collaboration, l’ESA Academy offrira trois bourses prestigieuses à des étudiants méritants, leur permettant ainsi de poursuivre leurs études et de contribuer au développement du secteur aérospatial.

À propos de la bourse de l’ESA Academy

Ce programme de bourses vise à faciliter l’accès aux programmes académiques européens liés à l’espace des établissements d’enseignement supérieur. Il couvre les frais de scolarité d’étudiants sélectionnés des États membres de l’ESA, des membres associés et du Canada, afin de compléter leurs connaissances académiques et de mieux les préparer à une carrière liée à l’espace.

Dans ce cadre, le Bureau de l’éducation de l’ESA offre 3 bourses à 3 étudiants qui participeront à l’édition 2025-2027 du Master in Aerospace Engineering.

Étendue de la bourse

La bourse de l’ESA Academy couvrira l’intégralité des frais de scolarité du programme pendant toute sa durée, sous réserve de la réussite de la première année universitaire. Cette aide financière permettra aux étudiants de se concentrer pleinement sur leurs études et de profiter des riches opportunités académiques et de recherche disponibles à l’ISAE-SUPAERO.

Critères d’éligibilité

Pour être éligible à cette bourse académique, les candidats doivent répondre aux critères suivants à la date de début du programme académique en septembre 2025 :

Être âgé d’au moins 18 ans à la date officielle de début du programme académique.

Avoir la nationalité de l’un des États membres de l’ESA, des membres associés ou du Canada : Allemagne, Autriche, Belgique, Danemark, Espagne, Estonie, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Irlande, Italie, Luxembourg, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Portugal, Roumanie, Royaume-Uni, Suède, Suisse, Slovénie, Slovaquie, Lettonie, Lituanie ou Canada.

Avoir confirmé leur admission au programme pour la rentrée de septembre 2025.

Ne pas participer au programme en tant qu’étudiant Erasmus entrant.

Ne pas recevoir d’aide financière supplémentaire pour couvrir les frais de scolarité du programme universitaire.

Accepter les conditions énoncées dans la politique de confidentialité de l’ESA Academy.

Accepter les conditions et les lignes directrices de la bourse académique.

Comment postuler

Les candidats éligibles seront contactés par e-mail pour les informer de la procédure de candidature.
Les candidatures sont ouvertes jusqu’au 27 avril à minuit (heure française).

La priorité sera donnée :

aux étudiants qui démontrent un fort intérêt pour une carrière dans le secteur spatial.
aux étudiants qui n’ont jamais été parrainés par l’ESA.
aux étudiants qui ont moins de 2 ans d’expérience professionnelle.
aux étudiants qui devraient bénéficier davantage de l’aide financière.
les étudiants internationaux d’origines et de nationalités diverses.

Regarder vers l’avenir

Ce nouveau partenariat entre l’ISAE-SUPAERO et l’ESA Academy représente une avancée significative dans le renforcement de la position de l’Europe à la pointe de l’enseignement et de la recherche aérospatiale. En soutenant des étudiants talentueux des États membres de l’ESA et du Canada, cette collaboration jouera un rôle essentiel dans la formation de la prochaine génération de professionnels et d’ingénieurs de l’industrie spatiale Européenne.

Pour plus d’informations sur la bourse de l’ESA Academy et le MAE de l’ISAE-SUPAERO, veuillez contacter info-programmes@isae-supaero.fr.

À l’écoute du passé martien : l’ISAE-SUPAERO au cœur de la mission ExoMars

Date de publication

17 mars 2025

Catégorie

Recherche

Tag

Chercheur

DEOS

Enseignant-chercheur

Espace

Science

La mission ExoMars est un programme de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) visant à explorer la planète Mars pour y détecter des signes de vie passée. Prévue en 2028, la mission impliquera le rover Rosalind Franklin conçu pour analyser la surface martienne à la recherche de biosignatures et pour comprendre les variations de l’environnement aqueux et géochimique de Mars. Ce programme représente une étape cruciale dans la quête de la vie extraterrestre et dans la compréhension de l’évolution de notre système solaire.

Des chercheurs du groupe de recherche Systèmes Spatiaux pour la Planétologie et ses Applications de l’ISAE-SUPAERO apportent leur contribution pour le développement des instruments de collecte de données atmosphériques et du son durant la phase d’entrée, de descente et d’atterrissage de la mission. Une expertise reconnue de l’Institut.

Une mission clé pour l’avenir de l’exploration martienne

L’ESA, le CNES, six laboratoires et universités françaises ont la charge de différents instruments et contributions instrumentales sur le rover Rosalind Franklin qui comptera 8 équipements à bord et une foreuse.

L’ISAE-SUPAERO développera PACIS (Platform Atmospheric Characterization Instrumentation Suite), localisé sur la plateforme d’atterrissage et destiné à mesurer le son, la pression et la température lors des phases critiques d’entrée, de descente et d’atterrissage de la sonde ExoMars. Le microphone et les instruments atmosphériques de PACIS pourront contribuer à la compréhension de l’atmosphère et de l’environnement sur Mars en collectant des données uniques durant la descente et après l’arrivée sur Mars.

Bénéficiant d’un financement de l’ESA et du CNES, ce projet réalisé en partenariat avec l’Université de Padova et le FMI (Finnish Meteorological Institute) marque une étape supplémentaire dans l’engagement de l’ISAE-SUPAERO pour l’excellence scientifique et l’innovation au service de l’espace. L’ensemble des éléments constitueront un prérequis essentiel pour la réussite des prochaines étapes de l’exploration de la planète rouge.

L’acoustique planétaire, une expertise made in ISAE-SUPAERO

Cette nouvelle collaboration scientifique spatiale repose sur l’héritage de l’ISAE-SUPAERO dans le domaine des missions planétaires et tout particulièrement sa contribution au rover Perseverance de la mission Mars2020 conduite par la NASA. Le microphone martien, intégré sur l’instrument SuperCam de Perseverance, conçu et développé par une équipe de chercheurs de l’Institut en coopération avec l’IRAP (Institut de recherche en astrophysique et planétologie) et le CNES, a ouvert la voie à une nouvelle approche de l’exploration martienne en inaugurant une nouvelle science, l’acoustique planétaire. « L’instrument développé pour ExoMars incarne notre capacité à innover pour répondre aux défis les plus complexes de l’exploration spatiale », souligne David Mimoun, directeur adjoint à la recherche.

« L’ISAE-SUPAERO compte une contribution significative au développement d’une quinzaine de missions spatiales passées ou en développement. »

David Mimoun Directeur adjoint à la recherche de l'ISAE-SUPAERO

Une recherche à la pointe qui garantit une formation spatiale de haut niveau

Ce projet favorise l’étroite synergie entre recherche et formation à l’ISAE-SUPAERO. Les travaux qui ont conduit à cette sélection par l’ESA sont le fruit de recherches de pointe menées dans les laboratoires de l’Institut en lien resserré avec les enseignements. Cette approche garantit une formation au domaine spatial de haut niveau aussi bien dans le cadre de la filière Observation de la Terre et Sciences de l’Univers du cursus ingénieur que dans les différentes formations du domaine Espace. Les étudiants bénéficient directement des avancées technologiques et méthodologiques développées pour des missions comme ExoMars.

Formations Espace à l’ISAE SUPAERO

Ingénieur ISAE-SUPAERO

Master 2 Advanced Communication Systems (ACS)

Mastère spécialisé Space Applications and Services (SPAPS)

Majeure Space Imaging, Navigation and Communication du Master of Science in Aerospace Engineering

La sonde Hera saisit des images exceptionnelles de Mars et de sa lune Deimos

Date de publication

13 mars 2025

Catégorie

Recherche

Tag

Chercheur

DEOS

Enseignant-chercheur

Espace

Science

Des images exceptionnelles de Mars et Deimos

Le 12 mars, la sonde Hera a franchi une étape clé de sa mission en réalisant un survol rapproché de Mars. En exploitant l’assistance gravitationnelle de la planète rouge, elle a gagné en vitesse et ajusté sa trajectoire pour poursuivre son voyage vers le système binaire Didymos.

Cette rencontre rapprochée, bien que non essentielle à la mission principale, représente une opportunité scientifique précieuse. Plusieurs instruments embarqués ont été activés pour observer Mars et sa lune Deimos, située à moins de 1 000 km.

Hera nous a ainsi transmis des images exceptionnelles depuis les confins de l’espace et nous avons demandé à nos scientifiques impliqués dans les missions spatiales Hera et Perseverance d’en faire une sélection et de les commenter.

Vue de Mars prise par la « Asteroid Framing Camera »

« Dans cette image de Hera, acquise avec la « Asteroid Framing Camera », nous pouvons voir la surface géologiquement variée de Mars, y compris les pôles glacés et les différences distinctes entre l’hémisphère nord et l’hémisphère sud.

Mars possède un environnement étonnamment complexe, comprenant une atmosphère ténue contenant des nuages et parfois même des tempêtes de poussière.

À l’ISAE-SUPAERO, nous étudions l’atmosphère de Mars dans le cadre de la mission Perseverance de la NASA. Alors que Hera survolait Mars, la mission Perseverance a utilisé ses caméras et ses instruments météorologiques pour observer le ciel et aider à l’interprétation de ce que Hera peut voir depuis l’orbite. »

Alexander Stott, chercheur dans l’équipe SSPA de l’ISAE-SUPAERO et co-responsable du groupe de travail sur les sciences atmosphériques de la NASA Perseverance.

Crédits : ESA

Pour en savoir plus sur les travaux du groupe de recherche Systèmes Spatiaux en Planétologie & Applications de l’ISAE-SUPAERO pour la mission Perseverance : https://www.isae-supaero.fr/fr/actualites/pour-ecouter-les-premiers-sons-de-la-planete-mars-le-rover-perseverance/

Mars et Deimos vus par le TIRI d’Hera

« Hera dispose d’une paire de caméras visibles (AFC), d’un imageur hyperspectral (HyperScout) et d’un imageur thermique (TIRI), qui seront tous utilisés pour étudier les propriétés et les caractéristiques du système d’astéroïdes binaires.

Cette image montre Deimos et Mars tels qu’ils sont vus par l’imageur thermique (TIRI). Les images de Mars et Deimos seront utilisées pour calibrer les différents instruments et permettre à l’équipe Hera de se préparer à l’arrivée de la sonde dans le système d’astéroïdes binaires (Didymos – Dimorphos) à la fin de l’année prochaine.

Au sein de l’équipe SSPA, nous analysons les données de la mission DART de la NASA depuis 2022 et nous avons hâte d’étudier les astéroïdes avec encore plus de détails grâce aux données de la mission Hera. »

Alexia Duchêne, Doctorante dans l’équipe SSPA de l’ISAE-SUPAERO et membre de l’équipe scientifique Hera

Crédits : ESA/JAXA

Pour en savoir plus sur les travaux du groupe de recherche Systèmes Spatiaux en Planétologie & Applications de l’ISAE-SUPAERO pour la mission DART : https://www.isae-supaero.fr/fr/actualites/dart-des-etudiants-de-l-isae-supaero-publient-de-nouveaux-resultats/

Mars et Deimos vus par l’Hyperscout H de Hera

« Cette image, prise avec l’instrument HyperScout de Hera, montre Deimos – la plus petite (12 km) des deux lunes martiennes – passant directement devant Mars. Deimos possède une surface très sombre comparée à celle de Mars. Les images de Deimos par Hera contribueront à notre connaissance de ces petits corps. En effet, nous ne savons toujours pas d’où viennent les lunes de Mars ni comment elles se sont formées. Il s’agit d’une question scientifique majeure qui sera abordée par la future mission japonaise Martian Moons eXploration (MMX).

Le rover IDEFIX, développé par la France et l’Allemagne dans le cadre de la mission MMX, tentera même d’atterrir et de se déplacer à la surface de Phobos (la plus grande lune de Mars) ! Les équipes de Hera et de MMX travaillent en étroite collaboration afin que ces images des lunes martiennes prise par Hera fournissent un maximum d’informations pour aider aux préparatifs de la mission MMX. »

Naomi Murdoch, planétologue dans l’équipe SSPA de l’ISAE-SUPAERO et membre des équipes scientifiques DART, Hera et MMX.

Pour en savoir plus sur les travaux du groupe de recherche Systèmes Spatiaux en Planétologie & Applications de l’ISAE-SUPAERO pour la mission MMX, pour Martian Moon eXploration : https://www.isae-supaero.fr/fr/actualites/mmx-idefix-r-et-des-cameras-pour-comprendre-la-lune-de-mars/

Mars et Deimos vus par la "Asteroid Framing Camera" d’Hera

« Ces images, prises par la caméra visible (AFC) de Hera, montrent la petite lune martienne sombre, Deimos (12 km), passant devant Mars. Hera a capturé ces images à une distance d’environ 1000 km de Deimos.

Nous observons une face de Deimos qui est rarement visible, ce qui signifie que nous découvrons des parties d’une surface planétaire qui n’ont jamais été vues auparavant. Derrière Deimos, on peut apercevoir la surface cratérisée de Mars.

Dans le coin inférieur droit de l’image, on distingue le bassin d’Hellas, l’un des plus grands cratères d’impact connus du Système solaire – avec un diamètre de 2300 km et une profondeur de plus de 7 km. »