STAGES CNES Année

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1 STAGES CNES Année

2 Sommaire Assurance qualité page 3 Automatique / Commande & Contrôle page 8 Electronique/Composants page 20 Etudes systèmes page 31 Gestion Communication Juridique page 43 Informatique/réseaux page 54 Mathématique Mécanique spatiale page 74 Mécanique Thermique Propulsion Energie page 87 Physique page 102 Radiocommunications page 108 Sciences de la planète Terre page 129 Sciences de l'univers page 159 Sciences de la microgravité page 160 Techniciens page 161 Page - 2

3 ASSURANCE QUALITE Test des composants optoélectroniques défaillants L'étudiant devra développer des tests électro-optiques pour caractériser les composants optoélectroniques en vue de comprendre leurs modes de défaillance en environnement spatial. Référence : 2014T001 Accueil : DCT/AQ/LE Date de début : 2ème semestre Page - 3

4 ASSURANCE QUALITE Microanalyses sur les composants optoélectroniques défaillants L'étudiant mènera des analyses avec les moyens du laboratoire sur les composants optoélectroniques (tests électro-optiques, microscopes électroniques à balayage, cathodoluminescence etc...). Référence : 2014T002 Accueil : DCT/AQ/LE Page - 4

5 ASSURANCE QUALITE Etude du dégazage de matériaux à usage spatial après différents conditionnements. Les diverses techniques disponibles au service Laboratoires & Expertise (moyens d'essai sous vide, moyens de chimie analytique spectroscopiques et chromatographiques) seront mises à profit pour caractériser les pertes de masse sous vide thermique et les produits de désorption de matériaux choisis qui auront été prétraités thermiquement ou par rayonnement UV. Référence : 2014T003 Accueil : DCT/AQ/LE Page - 5

6 ASSURANCE QUALITE Retour d'expérience en Sûreté de Fonctionnement Le service "Sûreté de Fonctionnement" du CNES Toulouse est amené à réaliser des évaluations de fiabilité, disponibilité et sécurité de différents systèmes spatiaux (équipements, satellites, centres de contrôle, constellations ). Ces travaux sont réalisés au moyen d'outils de traitement statistique (ajustement, essais accélérés, techniques bayésiennes...), de calcul de probabilité (analytiques, traitements markoviens, simulations de Monte-Carlo...) et d'optimisation (simplexe, Algorithmes Génétiques...). Dans le cadre de ce stage, il est proposé d'approfondir certaines méthodes quantitatives de sûreté de fonctionnement sous la forme de fiche de Retour d'expérience. Elles devraient porter notamment sur des modèles de dégradation dans le cadre du «health monitoring». Outre cette action de recherche et de formalisation de l'expérience, une problématique originale sera traitée au cours du stage concernant la modélisation d'un système spatial. Mené en collaboration avec d autres services du CNES (projet ou programme) ce travail devrait déboucher sur la réalisation d un simulateur comportemental comme outil d aide à la décision. Référence : 2014T004 Accueil : DCT/AQ/SF Durée (mois) : 5 mois Page - 6

7 ASSURANCE QUALITE Sûreté de fonctionnement logiciel pour le secteur spatial Le service "Sûreté de Fonctionnement" du CNES à Toulouse est responsable de la définition et de la mise en œuvre des activités de Sûreté de Fonctionnement sur les projets de systèmes spatiaux. Parmi les problématiques, la sureté de fonctionnement logiciel est un besoin émergent. La composante soft prend une part croissante dans les fonctions et les sous-systèmes identifiés comme critiques (autant pour le segment sol que pour le système en vol) Ce stage propose de bâtir une démarche de sureté de fonctionnement logiciel dédiée aux activités spatiales. Encadré par le responsable SdF, le titulaire participera à la mise en place d une méthodologie SdF logiciel en lien avec les analyses SdF système, la qualité logiciel et les référentiels normatifs du CNES. Le titulaire sera amené à travailler en partenariat avec le service de qualité logiciel et les projets. Il aura la charge de : - Faire une prospection méthodologique sur les normes des différents secteurs industriels et d évaluer leurs applicabilités dans le secteur spatial. - Evaluer le besoin d harmonisation sur la criticité fonctionnelle et la criticité logicielle. - Proposer des méthodes d'analyse facilitant la déclinaison des exigences système/soft au vue de la sureté de fonctionnement. - Construire un plan de sureté de fonctionnement logiciel et l éprouver par l application de cas pratique. Profil & Aptitude du titulaire : - Parcours à dominante ingénierie des systèmes informatiques - Connaissance en sureté de fonctionnement/qualité logiciel souhaitée - Connaissance de la norme 61508, serait un plus - Vision système - Esprit de synthèse/méthodique - Bon relationnel Référence : 2014T005 Accueil : DCT/AQ/SF Durée (mois) : 5 à 6 mois Page - 7

8 AUTOMATIQUE / COMMANDE & CONTROLE Modélisation dans un profil UML temps réel d'une plateforme d'exécution matérielle et logicielle pour systèmes embarqués. L' "ingénierie des modèles" (MDE) est une approche moderne fortement recommandée pour développer de manière sûre et optimisée des systèmes embarqués. Elle implique de modéliser à part de l'application les ressources matérielles et logicielles en charge de son exécution. L'objectif du stage est de modéliser dans le langage MARTE une plateforme d'exécution s'appuyant sur un système d'exploitation temps réel. Référence : 2014T006 Accueil : DCT/SB/LV Date de début : 2ème semestre Page - 8

9 AUTOMATIQUE / COMMANDE & CONTROLE Evaluation des performances et algorithmes de gestion de pannes d'une nouvelle architecture avionique. Depuis 2008, le CNES développe un nouveau concept d'architecture avionique basé sur le paradigme de l'informatique en réseau, avec l'objectif de disposer d'architectures plus modulaires, flexibles et robustes aux pannes. Dans ce concept, plusieurs objets communicants sont repartis sur un ou plusieurs nœuds de calcul afin de bâtir l'architecture avionique d'une plateforme satellite. Le CNES a développé un banc démonstrateur (banc microdapar) mettant en œuvre ce concept sur la base de spécifications d'une plateforme existante. L'objectif du stage est de mettre en œuvre des essais qui doivent permettre de: 1-Evaluer les capacités de la nouvelle architecture en termes de flexibilité à la prise en compte de nouveaux besoins. 2-Etudier différents algorithmes de gestion de pannes sur une telle architecture. Lors de cette activité, le candidat participera à la définition de ces essais et sera en charge de les mettre en œuvre sur banc. Sur le deuxième point, il sera également en charge d'apporter les modifications nécessaires aux logiciels embarqués afin d'implémenter les algorithmes de gestion de pannes choisis avec le tuteur. Référence : 2014T007 Accueil : DCT/SB/LV Date de début : 2ème semestre Page - 9

10 AUTOMATIQUE / COMMANDE & CONTROLE Estimation visuelle du mouvement pour un robot d'exploration planétaire. Le robot mobile de la mission Exomars de l'esa sera doté de capacités de navigation en mode autonome. La participation du CNES à cette mission comprend l'étude des algorithmes à bord du robot permettant d'une part, de percevoir le relief environnement et de planifier automatiquement la trajectoire à suivre, d'autre part de déterminer le mouvement du véhicule par analyse d'images successives de la texture du sol. L'objet du stage consistera en l'étude, en l'implémentation et aux essais d'algorithmes faisant partie de la chaîne d'estimation visuelle du mouvement. Les travaux incluront le développement d'algorithmes nouveaux ainsi que l'optimisation et l'exploitation d'algorithmes existants sur des données réelles prises à bord du robot. La réalisation implique le développement en langage C dans un environnement logiciel complexe sur des calculateurs de type PC sous Linux. Référence : 2014T008 Accueil : DCT/SB/VS Page - 10

11 AUTOMATIQUE / COMMANDE & CONTROLE Navigation autonome pour un robot d'exploration planétaire. Le robot mobile de la mission Exomars de l'esa sera doté de capacités de navigation en mode autonome. La participation du CNES à cette mission comprend l'étude des algorithmes à bord du robot permettant d'une part, de percevoir le relief environnant et d'en construire un modèle numérique de terrain, ensuite de déterminer quelles sont les zones franchissables par le véhicule (carte de navigation), enfin de planifier automatiquement la trajectoire à suivre. L'objet du stage consistera en l'étude, en l'implémentation et aux essais d'algorithmes permettant la mémorisation des données de l'environnement et la planification automatique de trajectoires sur une période au moins égale à une journée d'opérations sur Mars. La réalisation implique le développement en langage C, C++ dans un environnement logiciel complexe sur des calculateurs de type PC sous Linux. Ce stage s'adresse à des étudiants disposant d'une formation approfondie en informatique technique et possédant de solides connaissances en algorithmique avancée. Référence : 2014T009 Accueil : DCT/SB/VS Page - 11

12 AUTOMATIQUE / COMMANDE & CONTROLE Planification sous contraintes pour un robot d'exploration planétaire. Le robot mobile de la mission Exomars de l'esa sera doté de capacités de navigation en mode autonome. La participation du CNES à cette mission comprend l'étude des algorithmes à bord du robot permettant d'une part, de percevoir le relief environnant et d'en construire un modèle numérique de terrain, ensuite de déterminer quelles sont les zones franchissables par le véhicule (carte de navigation), enfin de planifier automatiquement la trajectoire à suivre. L'objet du stage consistera en l'étude, en l'implémentation et aux essais d'algorithmes permettant la planification sous contraintes automatique de trajectoires tenant compte de la cinématique du véhicule (trajectoires curvilignes, arcs de cercles). La réalisation implique le développement en langage C, C++ dans un environnement logiciel complexe sur des calculateurs de type PC sous Linux. Ce stage s'adresse à des étudiants disposant d'une formation approfondie en informatique technique et possédant de solides connaissances en algorithmique avancée. Référence : 2014T010 Accueil : DCT/SB/VS Page - 12

13 AUTOMATIQUE / COMMANDE & CONTROLE Etude de la compatibilité du SCAO d'un micro satellite avec des orbites elliptiques à périgée bas. Les études SCAO (Système de Contrôle d'attitude et d'orbite) comportent aujourd hui un volet relatif à la désorbitation en fin de mission, afin d être conforme aux exigences de la loi sur les opérations spatiales. La quantité d ergols restant limitée à bord, il peut être envisagé d effectuer une désorbitation vers une orbite elliptique de périgée faible, plutôt que vers une orbite circulaire : en effet, pour une même durée de rentrée dans l'atmosphère, la solution de l orbite elliptique consomme moins d ergols. Cette solution suppose que le SCAO fonctionne avec un niveau de performance suffisant sur ces orbites (l orbite finale peut n être atteinte qu après plusieurs orbites elliptiques intermédiaires). L objectif du stage est d'étudier le SCAO d'un micro satellite conçu pour des orbites circulaires, et de vérifier qu'il est adapté à des orbites elliptiques. Référence : 2014T011 Accueil : DCT/SB/PS Page - 13

14 AUTOMATIQUE / COMMANDE & CONTROLE Analyse pire-cas pour le contrôle d'attitude d'un microsatellite avec modes flexibles. Ces dernières années, de nombreuses activités de recherche ont été menées afin d améliorer la robustesse des lois de commande des SCAO (Système de Contrôle d'attitude et d'orbite). Aujourd hui, les outils de synthèse robuste sont bien maîtrisés et de nombreux satellites en bénéficient au CNES (DEMETER, MICROSCOPE) et dans l industrie (Pilotage ARIANE 5, SILEX, SPACEBUS4000, ). Certains de ces outils reposent sur la synthèse multi-modèles, où l'on recherche un correcteur répondant au cahier des charges pour une sélection de modèles pire-cas. Il existe différents outils pour sélectionner ces modèles pire-cas, soit basés sur l'optimisation convexe (µanalyse), soit sur des algorithmes d'optimisation heuristique (algorithmes génétiques, etc.). L'objectif du stage est de mettre en œuvre et de comparer deux types d'outils (Robust Control Toolbox de MATLAB et WCAT de l'université d'exceter) sur un modèle de microsatellite présentant des modes souples. Référence : 2014T012 Accueil : DCT/SB/PS Page - 14

15 AUTOMATIQUE / COMMANDE & CONTROLE Développement d'un simulateur SCAO Simulink pour satellite scientifique. Le stage consiste à développer des outils de simulations SCAO (Système de Contrôle d'attitude et d'orbite) utilisés dans les phases de conception (développement de modèles et réglage de lois de commande) ou dans les phases opérationnelles (analyse de mesures en vol dans le cadre de mises à poste, d'anomalies, ou d'opérations de fin de vie). Les outils sont développés sous Simulink et destinés à des satellites scientifiques dans la gamme 400 kg. Référence : 2014T013 Accueil : DCT/SB/PS Page - 15

16 AUTOMATIQUE / COMMANDE & CONTROLE Simulateur multimodes SCAO sous SIMULINK. Le stage consiste dans une première étape à finaliser la mise en place d'un atelier de simulation de l'ensemble des modes SCAO (Système de Contrôle d'attitude et d'orbite) pour des "mini-satellites", en cours de développement sous Simulink, puis à utiliser cet atelier pour analyser des phénomènes rencontrés en orbite. Référence : 2014T014 Accueil : DCT/SB/PS Page - 16

17 AUTOMATIQUE / COMMANDE & CONTROLE Commande prédictive pour les opérations de rendez-vous terminal avec un objet non coopératif. Cette activité s inscrit dans un projet de développement de techniques de Guidage, Navigation et Contrôle (GNC) applicables aux manœuvres d un satellite à proximité d un objet non coopératif et animé d un mouvement résiduel (rendez-vous terminal, inspection, asservissement en position/attitude par rapport à l objet mobile). Le type de commande en position relative déjà mise en place s appuie aujourd hui sur des techniques de type LQR (Linear Quadratic Regulator) qui ont fait leurs preuves lors d expériences en orbite. L objectif du stage est d évaluer l intérêt d une autre technique moderne de commande (commande prédictive) au travers de la caractérisation de ses performances et de ses contraintes d implémentation. Le travail consistera à développer un système de commande selon cette technique pour la réalisation de trajectoires forcées exprimées soit dans le repère inertiel soit dans le repère de l objet tournant. Le candidat devra posséder de bonnes compétences en Automatique et une maîtrise des outils Matlab / Simulink. Référence : 2014T015 Accueil : DCT/SB/PS Page - 17

18 AUTOMATIQUE / COMMANDE & CONTROLE Contrôle d attitude du satellite Microscope. Microscope est le premier satellite avec compensation de traînée conçu par le CNES, la mission exige en effet la compensation des forces non gravitationnelles. L instrument scientifique TSAGE composé de plusieurs accéléromètres ultrasensibles est utilisé comme principal senseur dans la boucle SCAA (Système de Contrôle de l Attitude et des Accélérations). Le SCAA utilise en continu le système propulsif pour contrer les forces non gravitationnelles en contrôlant à zéro les mesures accélérométriques ; il assure aussi la fonction classique de contrôle de l attitude au travers du même jeu d actionneurs. Ce système propulsif est constitué de 8 propulseurs proportionnels à gaz froids de conception nouvelle, encore jamais testés en orbite. Le stagiaire participera aux études et à la validation du SCAA de cette mission. Référence : 2014T016 Accueil : DCT/SB/PS Durée (mois) : 5 mois Page - 18

19 AUTOMATIQUE / COMMANDE & CONTROLE Stimulateur pour senseur stellaire. Les senseurs stellaires sont des équipements majeurs pour le contrôle d attitude des satellites actuels où ils participent en général à la performance de pointage. Par conséquent, il est nécessaire de connaître avec précision leur performance mais surtout leur comportement fonctionnel en fonction du profil de missions. Pour cela, le CNES possède un banc de stimulation optique. Celui-ci est composé d'un écran haute définition piloté par un PC temps réel. Un logiciel gère l'affichage d'étoiles sur l'écran en fonction des mouvements à présenter au senseur stellaire sous test. Le CNES travaille actuellement sur un banc de stimulation plus intégré permettant son utilisation lors des phases d'intégration et tests sur satellite. L'objectif de ce stage est de poursuivre le développement de ce banc de test afin de démontrer la faisabilité des concepts utilisés. Référence : 2014T092 Accueil : DCT/TV/MS Page - 19

20 ELECTRONIQUE/COMPOSANTS Développement d'un capteur de pluie miniature pour ballons. Le stage consiste à mettre au point un capteur destiné à mesurer la quantité de pluie reçue sur l'enveloppe d'un ballon. Pour ce faire le stagiaire devra s'approprier le fonctionnement du dispositif acoustique permettant la mesure, mettre au point un algorithme de traitement et interfacer l'instrument au système de collecte de données de l'aérostat. Référence : 2014T017 Accueil : DCT/BL/NB Page - 20

21 ELECTRONIQUE/COMPOSANTS Développement d'une chaine de réception de télémesure pour ballons stratosphériques légers. Le stage consiste à concevoir, développer et réaliser un dispositif de réception pour ballons stratosphériques légers dans la bande UHF. Pour ce faire, le stagiaire devra prendre en compte les caractéristiques du signal provenant de l'émetteur, définir l'architecture du récepteur et en particulier le système de démodulation numérique le plus adapté. Référence : 2014T018 Accueil : DCT/BL/NB Page - 21

22 ELECTRONIQUE/COMPOSANTS Application des techniques optiques dynamiques à la thermographie. Dans les VLSI actuels, de nombreux mécanismes de défaillances induisent des augmentations locales et momentanées de températures. Les techniques de type émission de lumière dynamique peuvent dans ces cas avantageusement remplacer les caméras thermiques classiques. Il est également possible d'utiliser le laser en mode réfléchi pour des applications de thermoreflectance. Dans les deux cas, nous pouvons détecter des phénomènes thermiques très rapides avec des résolutions spatiales très intéressantes. La faisabilité a été démontrée mais l'isolation de l'information thermique nécessite la mise au point d'une technique de mesure spécifique que le stagiaire devra implémenter et valider. Référence : 2014T019 Accueil : DCT/AQ/LE Page - 22

23 ELECTRONIQUE/COMPOSANTS Localisation de défaut dans les VLSI par sondage laser. Ce stage s'inscrit dans la thématique du diagnostic et de l'analyse de défaillance des composants microélectroniques (VLSI). Le sujet portera sur la mise en œuvre et la mise en application de techniques de mesures internes et sans contact par sondage laser. L utilisation d un faisceau laser et la mesures temps réel des propriétés optiques de l onde réfléchi permet en effet de réaliser des mesures de tension interne (probing). Ces techniques sont complémentaires des techniques par émission de lumière et seront mise en application sur des différents composants microélectroniques : Digitaux, analogique et mixtes. Un banc de mesures (Hamamatsu) est disponible. Il sera utilisé et amélioré au cours de ce stage Référence : 2014T020 Accueil : DCT/AQ/LE Page - 23

24 ELECTRONIQUE/COMPOSANTS Caractérisation de composants électroniques sous stimulation laser impulsionnel. L utilisation de faisceaux laser à impulsions courtes permet de générer des évènements dits singuliers et/ou de l injection volontaire de fautes dans les composants électroniques. Ces techniques d analyses internes et sans contact peuvent être utilisées dans le cadre de la caractérisation de composants vis-à-vis de l environnement spatial mais aussi dans le cadre du diagnostic de composants microélectroniques modernes. Le couplage entre un banc de test laser et un système de test électrique (ATE) est actuellement disponible et opérationnel. Le sujet aura pour objectif d optimiser les séquences de test et la communication entre ces deux instruments (lien vidéo ou protocole de communication sous LabView ou C++) afin de pouvoir caractériser différents type de technologies, digital, analogique, mixte, CMOS et Bipolaire. Référence : 2014T021 Accueil : DCT/AQ/LE Page - 24

25 ELECTRONIQUE/COMPOSANTS Caractérisation d'une électronique de conversion numérique/analogique. L'objet de ce stage sera de caractériser les performances (bruit, linéarité, stabilité, ) d'une chaîne d'acquisition du signal d'un capteur d'images de dernière génération. Ces mesures se dérouleront sur un des bancs de mesure du Service. Référence : 2014T022 Accueil : DCT/SI/CD Durée (mois) : 5 mois Page - 25

26 ELECTRONIQUE/COMPOSANTS Caractérisation des performances électro-optiques d un nouveau capteur d'images CMOS. Ce stage consiste dans un premier temps à mettre en œuvre le capteur d'images sur un banc de caractérisation électro-optique (installation des éléments dans le banc, vérification des cartes électroniques de pilotage du composant, mise au point de la chaîne d acquisition afin de s interfacer avec les cartes et logiciels d acquisition du banc etc.), puis dans un second temps à réaliser les mesures électro-optiques de ce composant : paramètres d obscurité (courant et bruit), réponse spectrale, et réponse sous éclairement (sensibilité, non uniformités, linéarité); Référence : 2014T023 Accueil : DCT/SI/CD Durée (mois) : 5 mois Page - 26

27 ELECTRONIQUE/COMPOSANTS Système acquisition de températures 1-wire avec Arduino. Les essais en intégration satellite nécessitent parfois une instrumentation importante et diversifiée. La chaine d'instrumentation est composée de capteurs (Température, Pression, Humidité, Tension, Intensité) de conditionneurs et de système d'acquisition. Le stage est basé sur la partie "acquisition et enregistrement des données de température avec capteur de type 1-wire et une plateforme microcontroleur PIC de type Arduino". La première partie sera consacrée à la définition précise du besoin, et au développement de la partie électronique. La seconde partie, sera consacrée au développement du programme informatique et de l'interface avec un PC. Cette partie pourra donner lieu à des essais sur un équipement satellite. Référence : 2014T024 Accueil : DCT/TV/2I Date de début : 2ème semestre Page - 27

28 ELECTRONIQUE/COMPOSANTS Etude d'une architecture électrique ultra modulaire pour satellite en orbite basse. Le but de ce stage est : 1. De participer à l'analyse de différentes architectures basées sur un concept d'ultra modularité englobant le générateur solaire, les fonctions de conditionnement et de distribution d'énergie, les cellules lithium Ion, les convertisseurs de tension. Les échanges d'informations (boucle de régulation, MPPT, points de références, FDIR) et le protocole de communication entre les briques de base doivent être analysés. Les outils de simulation tels que Matlab, Scilab et/ou Pspice peuvent être utilisés pour mener les analyses comparatives des architectures étudiées. 2. De simuler, avec les outils appropriés, le bon fonctionnement de la conception détaillée de l'architecture, 3. De participer à la définition et à la réalisation d'une maquette permettant de vérifier le fonctionnement, de réaliser les mesures, identifier les contraintes. Référence : 2014T025 Accueil : DCT/TV/AV Durée (mois) : 5 à 6 mois Page - 28

29 ELECTRONIQUE/COMPOSANTS Prototypage & Evaluation de fonctions de traitement sur FPGA spatial (carte CPUGEN). Le CNES a récemment développé une carte CPU haute-performance destinée aux futurs calculateurs spatiaux (référencée CPUGEN), basée sur une architecture processeur multi-cœurs, et sur le FPGA spatial reprogrammable de dernière génération permettant de conférer à ce module la généricité & configurabilité requises pour s'adapter à un large champ d'applications. Dans cette optique, il s'agit au cours de ce stage de prototyper le code VHDL FPGA puis d'évaluer un certain nombre de fonctions logiques ou périphériques de traitement, pouvant être couplés/associés avec le cœur logique existant de ce FPGA suivant les besoins mission visés (équivalent bibliothèque CPUGEN). Les fonctions prioritairement identifiées concernent : un code de traitement FFT, un code d'encodage bande X (Reed-Solomon, scrambling,...), un code de prétraitement RF (génération I/Q), un code optimisé pour l'échange de données processeur-fpga (DPRAM?). Référence : 2014T026 Accueil : DCT/TV/IN - DCT/TV/AV Page - 29

30 ELECTRONIQUE/COMPOSANTS Etude et caractérisation de l impact des événements singuliers sur les convertisseurs analogique/numérique. Des essais de caractérisation au sol, destinés à simuler les conditions d irradiation rencontrées en environnement spatial, ont été menés sur divers composants électroniques, en particulier sur des convertisseurs analogique/numérique (CAN). Ils ont montré la présence d événements destructifs (en particulier le latchup). Ces phénomènes destructifs peuvent poser problème lors de la sélection des nouveaux composants pour le spatial. Le stage proposé consistera à mettre en œuvre des essais destinés à caractériser les performances de divers composants sélectionnés dans une offre commerciale. Pour cela, le stagiaire sera amené à personnaliser un banc de mesure dédié et à utiliser les différents moyens de caractérisation disponibles au CNES ou chez les partenaires industriels (laser, Source Californium, etc.). Il sera également amené à définir un plan d irradiation pour identifier les conséquences de latchups, à mener les essais d irradiations et à analyser les résultats obtenus pour mieux comprendre ce phénomène. Référence : 2014T027 Accueil : DCT/AQ/EC Durée (mois) : 5 à 6 mois Date de début : 2ème semestre Page - 30

31 ETUDES SYSTEMES Déconvolution d'un système optique actif. L'observation de la terre à très haute résolution est un axe fort du CNES via des projets tels SPOT ou Pléiades. Afin d'accéder à des résolutions meilleures des miroirs de grands diamètres sont à l'étude. Les tâches images de tels imageurs optiques très haute résolution sont impactées d'imperfections optiques (aberrations). Ces erreurs de fronts d'onde sont principalement dues à des effets thermoélastiques évoluant dans le temps. Ces erreurs peuvent notamment être modélisées sous la forme de polynômes de Zernike. L'impact de ce type de défauts sur la qualité des images dépend de leurs fréquences et amplitudes. Lorsque l'amplitude de ces défauts est grande, un système actif via un miroir déformable peut les corriger. Lorsque ces défauts sont d'amplitudes faibles une déconvolution adaptée au front d'onde peut être appliquée sur l'image sans aucune actuation. Après une étude bibliographique, le stage consistera à modéliser l'ensemble des configurations (actuation d'un miroir déformable et déconvolution spécifique). Il s'agira ensuite de déterminer les types de défauts acceptables ainsi que leurs amplitudes pour se contenter d'une déconvolution spécifique. Des métriques comparant les deux approches seront mises en place. Référence : 2014T028 Accueil : DCT/SI/QI Durée (mois) : 5 mois Page - 31

32 ETUDES SYSTEMES Bilan de performances système SMOS-Next. La mesure de l'humidité des sols, paramètre essentiel du cycle de l'eau, est effectuée depuis l'espace de manière opérationnelle par le satellite SMOS. Lancé en novembre 2009, il permet de dresser tous les 3 jours, une carte globale de l'humidité de la couche superficielle du sol. Malgré les excellents résultats obtenus par cette mission, sa modeste résolution spatiale (43km) ne permet pas d'aborder des problématiques de gestion des ressources à l'échelle locale. Pour répondre à ce besoin, le CNES a entrepris le développement d'une nouvelle mission, SMOS-Next, avec pour ambition d'améliorer sa résolution d'un facteur 10. Dans le cadre de ce développement, un simulateur est développé pour permettre de conduire les études de performances système et la conception détaillé de l'instrument. L'objet de ce stage sera de participer au développement de ce simulateur pour y inclure des modèles de transfert radiatif, afin de générer des scènes réalistes de température de brillance, basées sur une connaissance fine des conditions hydriques de la surface. Ces simulations pourront alors être utilisées pour établir un bilan de performances, à la résolution voulue, du système SMOS-Next. Référence : 2014T029 Accueil : DCT/SI/CB Durée (mois) : 4 mois Page - 32

33 ETUDES SYSTEMES Produits de synergie SMOS-Aquarius-SMAP. La mission SMOS, en orbite depuis novembre 2009, a emporté le premier radiomètre en bande L en orbite depuis la mission Skylab en Elle a depuis été rejointe par Aquarius (NASA/SAC) en juin 2011 et le sera prochainement par la mission SMAP (NASA). Ces 3 missions utilisent des instruments de technologies très différentes: interféromètre à synthèse d'ouverture pour SMOS, radiomètre à puissance totale pour les 2 autres, avec des caractéristiques d'antenne différentes, et un balayage conique dans le cas de SMAP. Malgré ces différences les mesures de température de brillance qu'elles délivrent doivent pouvoir être utilisées de la même manière. L'objectif de ce stage sera de participer au développement des méthodes d'inter étalonnage et d'homogénéisation qui doivent permettre de définir un produit de référence commun aux 3 missions. Référence : 2014T030 Accueil : DCT/SI/CB Durée (mois) : 4 mois Page - 33

34 ETUDES SYSTEMES Etude de besoin pour les futures mémoires de masse sur satellite. Les transmissions optiques satellite-sol ont été identifiées comme une technologie d avenir pour répondre aux futurs besoins de transmission très haut débit entre la terre et l espace. Le CNES s y intéresse à la fois pour le transfert des données collectées par les instruments d observation des satellites vers le sol (appelé télémesures charges utiles (TMCU)), et également pour de futures applications de télécommunications commerciales qui nécessitent un lien très capacitif entre les stations (Gateway) au sol et les satellites de télécommunications. Afin d étudier la faisabilité de ces futurs systèmes, différentes études ont été initiées afin d étudier le canal de propagation et d analyser son impact sur les transmissions de données, dans le but d identifier les types de modulations optiques et de codage à envisager pour permettre des liaisons robustes. En parallèle, il convient d'analyser et de définir les besoins de l'architecture des mémoires de masse couplées à ce type de moyen de transmission bord-sol. Dans ce contexte, les objectifs du stage sont les suivants : 1) Conduite de l analyse de besoin de l architecture mémoire. Il faudra notamment analyser les débits, les capacités de stockage pour l espace mémoire non-volatile et les zones de tampons, les contraintes opérationnelles, comme la possibilité de relectures multiples d un même contenu mémoire. 2) Analyse fonctionnelle et étude préliminaire d'architectures. 3) Identification de composants électroniques adaptés aux fonctionnalités critiques de l'architecture de la mémoire de masse. Référence : 2014T031 Accueil : DCT/TV/AV - DCT/RF/ITP Durée (mois) : 5 à 6 mois Page - 34

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