Le Mastère spécialisé Développement des Systèmes Spatiaux (DSS) vient compléter l'offre existante par une formation de niveau Bac+6, s’adressant à des ingénieurs ou titulaires d’un Master, déjà diplômés de filières telles que l’électronique, l’informatique, les matériaux ou la mécanique (liste non exhaustive) et qui souhaitent acquérir les compétences supplémentaires permettant de répondre aux besoins exprimés ci-dessous et en particulier les aspects systèmes, qualité et gestion de projets spécifiques au domaine spatial, notamment des nano-satellites dédiés à l’observation de l’environnement.
D’après le Groupement des Industries Aéronautiques et Spatiales (GIFAS), 8 000 emplois sont non pourvus dans le Spatial en France ce qui entraine une perte de chiffre d’affaire de 12% pour les entreprises concernées. L’objectif de la formation est de permettre à des BAC+5 diplômés de se former aux métiers du spatial à travers une formation couvrant la totalité du cycle en V depuis l’analyse mission jusqu’à l’Assemblage l’Intégration et les Tests (AIT). Cette couverture la différencie des autres formations Bac+6 généralement dispensées et qui couvrent surtout les métiers de l’expertise et l’ingénierie système. Elle correspond parfaitement à l’approche commune à Polytech Montpellier et à l’IUT de Nîmes qui prônent un juste équilibre entre savoir et savoir-faire, tant appréciée des industriels employeurs.
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Organisation des enseignements
Compétences acquises au terme de la formation :
Les activités pourront être réalisées dans des agences spatiales, bureaux d’études, centres de recherche, prestataire de services, entreprises, industriels ou start-up. Chacun apportera un soutien dans la conduite de projet et aux processus de développement des produits (conception/réalisation/validation d’équipements, instruments, sous-systèmes des segments bord et sol des systèmes spatiaux).
De par la diversité des projets et des acteurs mis en présence, les activités spatiales peuvent recouvrir une grande variété de domaines dans lesquels des spécialistes apporteront leur expertise. Trois grandes disciplines sont identifiées : Le Management de projet, l’Assurance Produit et l’Ingénierie.
MANAGEMENT
- La conduite de projet est un processus dont l’objectif est d’aboutir à la réussite d’un projet en termes de performances techniques, de coûts et de délais en mettant en œuvre des méthodes et des techniques appropriées. Elle s'appuie sur une approche structurée qui découpe le projet en éléments gérables permettant l’attribution des responsabilités, la planification, la surveillance et le suivi des performances.
- Animation d’une équipe projet : Elle permet de déterminer de manière formelle les relations entre les participants, de délimiter les responsabilités et de gérer les interfaces.
- Gestion de la configuration : La conduite de projets permet par la gestion de configuration d’identifier, de décrire et de contrôler la traçabilité du descriptif technique du système tout au long de son cycle de vie. Le nombre des acteurs, le volume des informations à traiter rendent nécessaire la mise en œuvre de règles pour acquérir et maîtriser les données techniques.
- Gestion des risques : La conduite de projet traite également du management des risques inhérents à toutes les activités du projet. Le management des risques permet d’identifier et de contenir tous les risques dans les limites définies et acceptées en constituant la politique de maîtrise des risques du projet.
- Gestion de l’information : Mise en place des outils d’échange et de partage des informations et des données, choix des architectures, paramétrage des accès.
- Support logistique et gestion des ressources : Mise en œuvre des apports et approvisionnements de biens et de services nécessaires au projet : contrôle financier, audits, revues, recrutements...
ASSURANCE PRODUIT
- Assurance Produits : S’assurer que les fonctions et performances du satellite répondent aux besoins du client et/ou des futurs utilisateurs.
- Assurance Qualité : S’assurer que le produit final répond aux exigences qualité du client/donneur d’ordre.
- Sûreté de Fonctionnement : Garantir la fiabilité, la disponibilité et la maintenabilité du système et des services associés tout au long de la mission du satellite (Tolérance aux pannes, stratégie de remédiation aux interruptions intempestives…).
- Sécurité : Garantir l'innocuité du satellite et des opérations associées vis-à-vis des biens et des personnes, la confidentialité des données et l’intégrité des informations.
- Support aux choix des composants électroniques et optoélectroniques : Garantir que l'électronique à bord du satellite réalise la mission dans l’environnement spécifié (Contrôle des fournisseurs, audits, analyse des marges…)
- Support aux choix des matériaux, composants mécaniques et procédés : Garantir que les matériaux, les composants « non EEE » et les « procédés » répondent aux exigences de performances du produit.
- Assurance produit des Logiciels : Garantir que les logiciels développés ou réutilisés fonctionnent de manière sûre et fiable.
- Conformité à la loi et aux réglementation applicables : Assurer le respect des textes applicables dans les domaines légaux, télécommunications et défense (Contrôles des exportations, Conformité à la loi spatiale, Respect des traités internationaux…) par la préparation des documents et analyses techniques regroupant des éléments probants.
INGENIERIE
- Gestion des exigences techniques : exprimer les besoins du client et des futurs utilisateurs en terme de fonctions et de contraintes mesurables - Prise en compte de l’environnement physique et opérationnel.
- Développement de produits innovants : identifier et évaluer la maturité des technologies nécessaires au projet et assurer leur qualification au sol et en orbite.
- Concevoir et définir la Mission et le Système associé : à l’aide d’outils d’ingénierie concourante et de logiciels de CAO, définir les caractéristiques des produits et services à développer, en incluant la définition des interfaces.
- Planifier et mettre en œuvre les activités de fabrication, assemblage et intégration des produits - Préparer et réaliser les vérifications et essais du produit dans un environnement standard.
- Documenter l’ensemble des activités de développement des produits et garantir la traçabilité des changements.
Matières / UE / Disciplines enseignées :
UE1 : Socle commun de compétences - CM 60H - 6 ECTS
UE2 : Analyse mission et Ingénierie concourante - CM 70H - 7 ECTS
UE3 : Architecture satellite et Système - CM 90H - 9 ECTS
UE4 : Assurance Produit / Assurance Qualité - CM 60H - 6 ECTS
UE5 : Assemblage Intégration et test - CM 70H - 7 ECTS
UE6 : Projet de groupe - TD 150H - 10 ECTS : Présentation d'un mémoire
UE7 : Stage en entreprise - 16 semaines - 30 ECTS :Oral + Production d'un rapport
UE-1: Socle commun de compétences [60h]
1-1 Introduction aux Systèmes spatiaux [9h]
• L’espace extra-atmosphériques et ses limites
• Bref Historique de la conquête spatiale – Motivations & Enjeux politiques
• Les applications du spatial
• Quelle orbite pour quelle Mission ?
• Qu’est-ce qu’un système au sens spatial du terme ?
• Les éléments d’un système spatial
• Notions d’interfaces
1-2 Anglais pour le spatial [24h]
Thématiques et vocabulaire abordés :
• Acronym
• Satellites & orbits
• Systems and subsystem
• Assembly Integration & Testing
• Phases of a space project
• Management
• Project management
• Cleanrooms
• Processes, procedures and tools
• Launchers,
• Project management
• Space debris.
1-3 Droit Spatial et de la Propriété Intellectuelle [9h]
• L’accès à l’espace – libertés du domaine spatial
• Les traités internationaux et leur transposition dans la législation nationale
• La loi sur les opérations spatiales -Limitation des débris spatiaux
• Gestion des risques et des responsabilités
• Etude d’impact.
• Mise en œuvre opérationnelle
• Logiciels STELA, DEBRISK, DRAMA, DAS
• Propriété intellectuelle, Inventions, Brevets
1-4 Outils Mathématiques pour le spatial [12h]
• Représentation de l'attitude d'un objet spatial à l'aide des quaternions
• Les opérations mathématiques sur les quaternions : rotations, changement de repères
• Matrice d’Inertie
• Equation différentielle d'un système mécanique
• Force et couple appliqués
• Construction d’un modèle numérique Simulink
• Détermination d'attitude d’un satellite à partir des valeurs mesurées
1-5 New Space, New Usages, challenges [6h]
• Qu’est-ce que le New Space ?
• Le modèle économique
• Les constellations et nouveaux services
• Les lanceurs et avions spatiaux
UE-2 : Analyse mission et Ingénierie concourante [70h]
2-1 Orbitographie, Mécanique Spatiale, Suivi et empreinte au sol [15h]
• Lois de Kepler, Vitesse et période Orbitales
• Calcul du temps à l’ombre
• Δv - Equation des fusées (Tsiolkovski)
• GNSS et relativité générale
2-2 : Charges utiles et applications [15h]
• Observation de la terre
• Astronomie
• Le SAR
• Altimétrie
• Traitement des images
2-3 Analyse Mission [20h]
• Mission Statement, Objectif de Mission,
• Concept de mission
• Analyse de déoritation et manoeuvres de fin de vie
• Eclipse Analysis
• G/S Coverage Analysis
• Modes (satellite, sous-systèmes, SCAO), Marguerite des modes
2-4 Outils d’Ingénierie concourante [10h]
• Introduction à l’outil IDM-CIC
• Introduction à l’outil VTS
• Session exemple d’ingénierie concourante
2-4 Introduction aux opérations [10h]
• Qu’est-ce que l’opération d’un satellite ?
• Les procédures opérationnelles
• Le temps réel, temps bord, temps universel
• Gestion des télécommandes
• Les différents types de Télémesures
• Session d’entraînement aux opérations d’un nanosatellite
UE-3 Architecture satellite et Système [90h]
3-1 Radiocommunications et segment sol [15h]
• Architecture générale d’une liaison bord-sol
• Notions de Radio Fréquence, gains, paramètres S
• Notions sur les antennes, diagrammes de rayonnement, adaptation d’impédance
• Sélection des Fréquences
• Bilan de liaison
• TM/TC - Bord Sol
3-2 Système Energie & Puissance Bord [15h]
• Stratégie de gestion, distribution et stockage de l’énergie bord
• Bilan puissance, énergie et modes
• Dimensionnement des Panneaux solaires et des batteries Diagramme de connections du satellite
• Protections
• Distribution
• Télémétrie EPS
3-3 Structures & Mécanismes (S&M) [15h]
• Initiation à la CAO
• Bonnes pratiques de conception
• Matériaux pour le Spatial
• Analyses (MCI, Vibrations, Chocs, Contrôle de fracture)
• Exemples de Mécanismes et contraintes de fonctionnement
3-4 SCAO /propulsion [15h]
• Boucle d’asservissement
• Architecture SCAO, senseurs et actuateurs
• Modes SCAO
• Evaluation des couples perturbateurs
• Algorithmes et lois de commande
• Sélection et dimensionnement des équipements d’un SCAO
• Modélisation Simulink
• Propulsion et SCAO
3-5 OBDH [15]
• Les composants et les fonctions de l’OBDH
• Architectures centralisée et distribuée
• Commandes, sources et arbitrages
• Validation de la commande
• Décodage de la commande
• Sorties
• Règles de base
• Causes de fautes possibles et réduction/tolérance
• Logiciel et marguerite des modes
• Application à la programmation d’un INISAT (CubeSat Pédagogique)
3-6 Système de contrôle thermique (TCS) [15h]
• Modélisation Thermique
• Thermal design
• Introduction à la simulation Systema Thermica
UE-4 Assurance Produit / Assurance Qualité [60h]
4-1 Gestion de projets spatiaux [12h]
• Les acteurs d’un projet spatial
• Le Cycle en V
• Les Phases d’un projet spatial
• Les revues
• Les outils de gestion de projet
• Les documents essentiels (PBS, WBS, ICD, VCD)
• Le suivi financier
4-2 Gestion de la Qualité [9h]
• Gestion documentaire
• Gestion des anomalies, des non-conformités et des déviations Gestion de configuration
• Qualité logicielle
• Outils pour la Qualité
• Validation/Vérification
• Normes et standards - Contrôles à l’export -RoHS et REACH
4-3 Sureté de Fonctionnement [6h]
4-4 Interface Lanceurs et Contraintes Réglementaires [12h]
• Les différents lanceurs et leurs caractéristiques.
• Les acteurs d’un lancement.
• Réserver un Lancement.
• Documentation à fournir.
• Les assurances.
• Les étapes de la campagne de lancement.
• Les bases de la communication
4-5 Métrologie [6h]
• ISO 9001
• Zone de conformité - Zone de spécification
• Mesurage - Mesurande - Mesure - Grandeurs Mesurables / Repérables
• Grandeurs cardinales, ordinales, nominales
• Valeur vraie - valeur conventionnellement vraie
• Incertitude de mesures - Erreur de mesure
• Erreurs aléatoires, systématiques, grossières
• Exactitude, Justesse et Fidélité de Mesure
• Calcul d'erreur composée
• Règles d'arrondissage - chiffres significatifs - zéros terminaux
• Répétabilité et Reproductibilité
• Erreur Maximale tolérée - Classe d'instrument
• Calibration et Étalonnage
• Gestion d'un parc d'instruments
• Grandeurs d'influence d'un processus de mesure - Méthode des 5 M
• Traçabilité métrologique
• Représentation graphique d'un résultat de mesure
4-6 Contraintes d’Environnement [15h]
• EMI/EMC
• Environnement mécanique
• Radiations
• Oxygène atomique
• ESD…
UE-5 Assemblage Intégration et test [60h]
5-1 Assemblage et Intégration [9h]
• Standards
• Procédures
• Rapport
• Traitement des Anomalies en AIT
5-2 Travail en Salle Propre (Formation ASPEC) [12h]
5-3 Bancs de test [10h]
• Electrical Ground Support Equipement, OCOE/SCOE
• Interfaces banc - spécimen
• Labview
5-4 Tests fonctionnels et système [6h]
• Préparation, conduite
• Gestion des anomalies
5-5 Tests environnementaux [15h]
• Préparation, conduite et analyse des résultats :
o Mécaniques (vibration, chocs, MCI)
o Vide Thermique
o Test Acoustiques
o Test RF, MCI, EMI
o Tests magnétiques
5-6 AIT d’un INISAT (CubeSat Pédagogique) [9h]
• Étudier le processus d’assemblage des sous-ensembles constitutifs d’un « INISAT »
• Documenter les différentes phases dans une optique de recherche de qualité
5-7 Initiation à l’AIT [6h]
• Sensibiliser les étudiants aux problèmes liés aux câbles et à la connectique
• Leur faire découvrir exigences techniques et les dispositions d’assurance qualité en vigueur dans le domaine du spatial, en s’appuyant sur les recommandations décrites dans les standards de l’ESA
- Pour le cas des connexions réalisées par brasage tendre – ECSS-Q-ST-70-08
- Pour le cas des connexions réalisées par sertissage – ECSS-Q-ST-70-26C
• Être en mesure de juger de l’acceptabilité – ou de la non-acceptabilité – d’une connexion électrique
UE-6 Projet de groupe [100h]
UE-7 Stage en entreprise [16 semaines]
Programme de la formation
Débouchés professionnels visés
Métiers de l’ingénierie système, de l’expertise, de la conception et de l’AIT en tant que :
o Cadre d’agences spatiales
o Cadres chez les Primes du spatial (Thalès Alenia Space, Airbus DS, OHB, Ariane Group…)
o Cadres chez les sous-traitants de rang 1 et 2 (Latécoère)
o Cadres dans les sociétés d’ingénierie (EXPLEO)
Calendrier de l'alternance
Rappel : l'année universitaire est comprise entre le 1er septembre de l'année N et le 31 août de l'année N+1
Les examens et stages doivent avoir lieu avant la fin de l'année universitaire.
Début d’enseignement : début octobre
Fin d’enseignement : fin août
Conditions d'admission
Public concerné
Formation initiale
Formation continue
Ouvert au contrat de professionnalisation
Formation de groupes d’apprenants dans le cadre d’accords internationaux
Prérequis
Formation scientifique dans les domaines de l’électronique, l’informatique, les matériaux ou la mécanique (liste non exhaustive)
Niveau d'entrée
Bac + 5 ans
M1 + trois ans ancienneté
Modalités de recrutement
La sélection des candidats est effectuée par un jury d’admission après étude du dossier. Si nécessaire, les candidats retenus sur dossier seront convoqués à des entretiens.
L’admission définitive ne sera prononcée que lorsqu’une entreprise d’accueil se sera engagée dans la signature d’un contrat de formation continue (contrat de professionnalisation ou convention de formation continue).
Contacts
Renseignements, inscriptions :
Polytech Montpellier – Site Nîmois
8 rue Jules Raimu - CS 12007
30907 NÎMES Cedex 2
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