Stage Ingénieur Système IoT Nanosatellite

Contact :

- Frédéric CAMPS, Ingénieur de Recherche, email : frederic.camps@laas.fr

Mots clés : Nanosatellite, Espace, IoT, M2M, LWM2M, Centre de Contrôle Mission

Description du Projet :

Le projet NIMPH est une initiative majeure du CSUT en collaboration avec le LAAS-CNRS. Ce projet ambitieux vise à démontrer la fiabilité d'un système opto-microonde dans l'espace. Les systèmes opto- microondes combinent des circuits microondes avec des éléments photoniques. L'intégration de ces technologies fibrées dans les satellites de télécommunications pourrait entraîner une amélioration significative des performances, en réduisant la taille et le poids des satellites, tout en augmentant la comptabilité électromagnétique (CEM) des modules électroniques à bord. Cependant, l'efficacité et la fiabilité de ces systèmes dans un environnement spatial doivent encore être validées, et c'est là que le projet NIMPH intervient.

Le projet NIMPH est un Cubesat 3U (3 unités de 10x10x10cm) et est prévu pour une mission de deux ans, ce qui représente un défi de taille pour une mission Cubesat. L'orbite choisie est polaire à une altitude de 600 km, ce qui offre un compromis entre la durée de la mission, les besoins en rayonnements radiatifs, et la conformité à la loi sur les déchets spatiaux. Cette orbite permet de plus de passer en visibilité de chaque point de la Terre 4 fois par jour.

Le projet NIMPH, intégré au projet plus vaste de Nanolab Academy, a franchi une étape cruciale en février 2023 avec son passage en phase C. La phase finale E correspondant au lancement et à l'exploitation du satellite est prévue pour le premier trimestre 2025. Après le passage en phase C de

NIMPH, un cap significatif est franchi dans la progression vers la réalisation du satellite. L'attention de l'équipe s'est tournée vers l'examen détaillé de chaque composant devant être fabriqué, y compris les logiciels. Parmi ces éléments clés du projet, le nanosatellite NIMPH se compose de trois charges utiles :

• EDMON : Il s'agit de la charge utile principale qui comprend les composants optiques et l'électronique de contrôle et de mesure associée. L'élément clé de ce dispositif est un bobineau de fibres optique accompagnés de lasers et photodiodes. Cette fibre, supposée particulièrement sensible aux rayonnements radiatifs, sera positionnée en contact direct avec l'environnement spatial. Les mesures de gain et de bruit in situ permettront d'évaluer les performances du système et de détecter une éventuelle dégradation.
• RADMON : charge utile secondaire développée par le CERN, elle est destinée à mesurer l'environnement radiatif dans lequel le nanosatellite évolue tout au long de la mission et donc

à caractériser la dégradation d’EDMON.

• M2M : ajoutée au projet à un stade avancé, cette charge utile purement logiciel permet d'exploiter de nombreux scénarios en faisant communiquer deux systèmes IoT au sol via le satellite. Les systèmes au sol communiqueront selon le protocole IoT LWM2M.

Description du Stage :

Dans le cadre du développement d’un nanosatellite étudiant au format Cubesat 3U, nous cherchons aujourd’hui à renforcer nos équipes en recrutant un stagiaire Ingénieur Informatique (H/F) pour la fin de la phase de développement.

L’étude portera sur la continuité et la finalisation du développement de la troisième charge utile M2M ainsi que ces différentes connexions avec l’ordinateur de bord et la station sol. La thématique principale de ce stage s’articulera sur la preuve de concept réalisé au préalable sur cette charge utile afin de la pousser vers une version définitive à intégrer au sein du satellite.

Ce développement s’articulera en trois axes avec le travail sur le programme de cette charge utile au sein de l’ordinateur de bord, les différentes instances de clients et du serveur au sol et les communications de ces instances avec les duplications des stations sols afin d’émettre ou de recevoir des messages vers et depuis le satellite.

Une interface graphique pourra être réalisé dans le but de rendre ces outils plus faciles d’utilisation.

Un aspect radio amateur sera également à prendre en compte mais restera dans le même contexte de client-serveur d’un réseau M2M.

Pour mener à bien cette mission, le stagiaire devra, avec le support des chercheurs et ingénieurs du

LAAS-CNRS, prendre en main les aspects suivants :

• Programmation en langage C/C++ et python
• Environnement Linux et commandes principales dans cet environnement
• Protocole IoT M2M et LWM2M : MQTT, LWM2M OMA, Wakaama …
• Analyse des dispositifs de tests sur des cibles
• Lecture et Ecriture de diagrammes SYSML

Profil recherché :

De formation Bac+5 Ingénieur en Informatique, vous souhaitez développer et approfondir vos connaissances en systèmes IoT embarquée dans le milieu spatial au travers d’un projet concret de

Cubesat 3U dans une phase de développement poussé (milieu de phase C).

Le stage est basé à Toulouse (31) et à pourvoir à partir de février 2024.

Type d’emploi : Stage, Temps plein

Durée du contrat : 6 mois

Lieu de stage : LAAS-CNRS, Toulouse, France, équipe SARA www.laas.fr/public/fr/sara

Date de début prévue : 05/02/2024 (modulable)

Type d'emploi : Temps plein, Stage