Contexte du stage

Un nouveau projet de nanosatellite est à l’étude dans le cadre du Centre Spatial Universitaire de Toulouse (CSUT). Il s’agit d’un radiomètre en gamme Sub-THz destiné à sonder l’atmosphère (détecter l’eau et la glace dont sont constitués les nuages) pour approfondir notre compréhension des systèmes convectifs (tempêtes, cyclones) afin d’améliorer les modèles de prévisions météorologiques / climatiques. L’originalité de cette proposition réside dans l’utilisation d’une filière technologique spécifique permettant une très forte miniaturisation de l’instrument par rapport aux méthodes conventionnelles, notamment grâce à l'intégration de guides d'ondes de type SIW (Substrate Integrated Waveguide) et d'une antenne de type leaky-wave.

Objectifs et missions du stagiaire

L’objectif principal de ce stage est de traduire des exigences scientifiques en une architecture matérielle et d'en évaluer la faisabilité. Le stagiaire mènera un travail d'ingénierie système qui peut se découper en quatre étapes :

1. Étude bibliographique et modélisation de la scène :

Le travail débutera par une recherche bibliographique pour identifier les caractéristiques typiques des antennes de type leaky-wave. En combinant ces données avec les paramètres de l'orbite du nanosatellite, le stagiaire modélisera les puissances RF reçues par l'instrument selon différentes conditions météorologiques. Cette étape permettra de fixer la plage de valeurs que le radiomètre devra être capable de détecter.

1. Architecture et dimensionnement de la chaîne de réception :

À partir des puissances calculées, il s'agira de concevoir la chaîne complète, depuis l'antenne jusqu'à la numérisation. Le stagiaire établira le diagramme de blocs du récepteur et spécifiera les caractéristiques électriques de chaque élément (gain, facteur de bruit, linéarité, dynamique du détecteur, conversion analogique-numérique). Une réflexion sera également menée sur la stratégie d'étalonnage de la mesure en vol pour conserver sa précision dans le temps.

1. Étude comparative et faisabilité technique :

Compte tenu du déplacement continu du satellite et de sa zone d'observation limitée au sol, le temps d'intégration du signal est une contrainte critique. Le stagiaire testera et comparera plusieurs architectures de réception. Pour les configurations les plus prometteuses, c'est-à-dire celles dont les spécifications électriques restent réalistes vis-à-vis de l'état de l'art et compatibles avec le format d'un nanosatellite, une analyse plus approfondie de l'implémentation physique sera réalisée.

1. Modélisation globale et conclusions :

Enfin, le stagiaire développera un modèle de simulation global (sous Python ou Matlab) reliant la scène atmosphérique observée au signal numérique final. Ce modèle servira de livrable pour valider le choix des canaux de mesure et l'architecture proposée. À l'issue du stage, les conclusions devront clairement mettre en évidence les compromis techniques identifiés et aider à statuer sur la viabilité du concept.

Profil recherché

Ce stage s’adresse à un ou une étudiante en Master 2 ou 3ème année d'école d'ingénieurs, spécialisé(e) en Électronique Haute Fréquence / RF ou en Ingénierie Système. Au-delà des compétences en simulation numérique et d'un fort intérêt pour le domaine spatial, ce projet exige rigueur, autonomie et un excellent esprit d’analyse pour mener à bien les études de faisabilité.

Informations pratiques

Le stage se déroulera au LAAS-CNRS. La durée prévue est de 5 à 6 mois, à partir de février–mars 2026. Il est susceptible de déboucher sur une thèse.