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Des étudiants de l’ESTACA en impesanteur

 

 

Alors que Thomas Pesquet est revenu sur Terre après une excursion orbitale de six mois à bord de l’ISS, des étudiants en filière spatiale de l’ESTACA ont été sélectionnés pour participer à la campagne de vols paraboliques du CNES NOVESPACE ayant eu lieu en automne 2021…

 

Chaque année trois projets sont choisis et permettent aux étudiants de monter à bord de l’Airbus A310 Zéro G pour réaliser une expérience scientifique. Le projet des élèves ingénieurs ESTACA a retenu l’attention du jury.

Pendant un an Hugo da Silva, Chloé Pasquier, Benjamin Wurgler, Etienne Montier et Martin Noble  étudiants membres de l’association ESO (ESTACA SPACE ODYSSEY– le club aérospatial de l’École) ont réalisé ce projet en dehors de leur cursus grâce au soutien du département Recherche de l’École.

 « Les étudiants sont très motivés, c’est un domaine (i.e. le spatial) qui ne fait plus peur aux jeunes scientifiques et ça fait vraiment plaisir » Ahmed BENABED, enseignant-chercheur à l’ESTACA et tuteur scientifique du projet.

L’intérêt des étudiants pour le domaine du spatiale ne cessent de croître ces dernières années, cela étant sans doute dû à l’épopée de Thomas Pesquet et du développement dans ce domaine de société privée comme SpaceX ou Virgin Atlantic.

 Les étudiants ESTACA ont proposé un projet d’Études expérimentales sur les Instabilités de Rayleigh-Bénard en Impesanteur (EIRBI). Ces instabilités ou cellules de Rayleigh-Bénard se forment grâce à la convection naturelle (le mouvement de l’eau dans une casserole que l’on chauffe par exemple) :

 

L’objectif est de prouver expérimentalement que la convection naturelle existe en micropesanteur.

« Cette expérience peut changer la vie quotidienne des personnes à bord de l’ISS, elle peut changer notre connaissance des phénomènes sur Terre ou dans d’autres planètes, cela à un impact sur un grand nombre de choses. » explique Sophie Colonna.

 

« Nous sommes quatre étudiants motivés par une passion commune : le spatial. Notre but est de faire avancer la recherche dans ce secteur si riche en questions dont nous n’avons pas encore les réponses. Notre projet aboutira à des résultats expérimentaux qui pourront appuyer les arguments théoriques d’autres chercheurs sur ce phénomène encore partiellement compris aujourd’hui » ajoute Hugo DA SILVA MONTEIRO étudiant et chef du projet EIRBI.

 

Cette expérience a été réalisé en apesanteur, à bord d’un vol 0 G :

Le vol parabolique aussi appelé « vol 0 G » recrée l’état d’apesanteur au cours d’un vol. L’avion alterne montées et descentes en paliers.

Il est alors possible d’expérimenter une micropesanteur sans devoir aller dans l’espace et d’ainsi réaliser diverses expériences scientifiques :

Il s’agit par exemple d’analyser les propriétés de certains fluides, d’observer le comportement de matériaux à haute température ou de tester des dispositifs et des équipements destinés à être envoyés dans l’espace.

Lors de ce vol parabolique
, les pilotes effectuent plusieurs fois une « manœuvre parabolique », au cours de laquelle l’état d’apesanteur est recréé à bord pendant en moyenne 22 secondes.

Comment cette manœuvre fonctionne ?

 

Cette manœuvre parabolique aussi appelée « arc d’ellipse » comporte 3 phases :

 

  • 1-La « ressource d’entrée » en parabole

Cette phase dure environ 20s. Le pilote place l’avion avec un angle de 50° par rapport à l’horizontale. La pesanteur alors ressentie à bord est de 1,8 G. Il s’agit de « l’hyperpesanteur ».

  • 2-La « Parabole »

Cette phase dure environ 22s. Au moment où l’avion est en pleine ascension, l’équipage place l’appareil dans sa trajectoire balistique en réduisant brutalement le régime des moteurs. Il s’agit de « l’injection ». L’avion est alors en chute libre.

  • 3-La « Ressource de sortie » en parabole

Cette phase dure 20s. Après la réduction brutale du régime des moteurs, l’avion entame une forte descente en piquée avec une assiette de 42°, l’équipage stabilise alors l’avion en palier en augmentant progressivement le régime moteur. La pesanteur ressentie est de nouveau de 1,8 G. L’avion peut alors recommencer une manœuvre parabolique.

Par ailleurs, 2 minutes de délai sont observées entre deux manœuvres paraboliques successives, ce qui permet aux expérimentateurs et aux pilotes de se préparer pour la parabole suivante.

De cette manière on peut reproduire, à l’aide de certaines paraboles, la pesanteur de différentes planètes. En effet, hormis les paraboles qui recréent l’état d’apesanteur (0 G), il est possible de réaliser des paraboles légèrement différentes permettant de ressentir à bord tout niveau de gravité compris entre 0 et 1 G, et particulièrement la gravité lunaire (0,16 G) ou martienne (0,38 G).

 « On vient de faire une série de 5 paraboles, c’était tout simplement incroyable » « indescriptible » « On a la tête à l’envers » témoignent les étudiants.

Les étudiants ressortent alors du vol avec la gratification d’une expérience réussie :

« Je suis vraiment très fier du résultat » explique Hugo DA SILVA MONTEIRO.

 

« Toute l’expérience a été mise en place et elle fonctionne parfaitement » ajoute Sophie Colonna.

L’expérience a été un succès, place maintenant à l’interprétation des résultats en espérant que ces derniers soient concluants. 

 

Image montrant un F-35 squadron Non classé

Les difficultés du programme F-35 sont-elles résolues?

Le programme F-35, destiné au départ à fournir aux différentes forces aériennes des États-Unis d’Amérique un avion de combat de nouvelle génération, a fait face à de nombreuses difficultés depuis le démarrage de son développement en 1996. 

Défini par le Pentagone (Department of Defense, DoD), l’objectif de ce programme est de moderniser une grande partie de la flotte d’appareils des différentes forces aériennes (US Air Force, US Navy et l’US Marine Corps) en mutualisant les coûts de recherche, de développement et d’industrialisation, tout en possédant un avion commercialisable à l’international. 

Le programme Joint Strike Fighter (JSF, devenu F-35), démarré en 1993, avait pour but explicite de remplacer pas moins de cinq avions différents des forces aériennes US, les F-16 et F-117 de l’US Air Force, les A-6 et F/A-18 de l’US Navy et le AV-8B Harrier II de l’US Marine Corps. Pour les phases de sélection du meilleur appareil et donc du constructeur, Lockheed Martin et Boeing ont construit deux prototypes, respectivement le X-35 et le X-32. En octobre 2001, Lockheed Martin est retenu et le développement du F-35 est lancé.

Image du Logo F-35

Le F-35 a été très controversé au niveau national à cause des enjeux économiques et sociaux qu’il entraînait, mais aussi d’un point de vue international car certains pays partenaires et co-financeurs ont été accusés par leurs opinions publiques d’avoir investi dans un programme comportant des lacunes importantes et au budget non maîtrisé avec des défaillances flagrantes.

I- Contexte Historique

Image montrant la Généalogie des chasseurs Américains ayant précédé le F-35

Mis à part le récent et très coûteux F-22 de l’US Air Force qui assure les missions de supériorité aérienne, de très nombreux appareils en service dans les différentes forces aériennes américaines approchent de leur fin de vie ou deviennent obsolètes, face à leurs adversaires potentiels étrangers. C’est à cette condition que le F-35 doit pouvoir remplacer plusieurs appareils. Il devra être moderne, décrit comme un avion de cinquième génération, mieux équipé que ses prédécesseurs et rivaux avec une furtivité accrue et un équipement embarqué de pointe, qui sont aujourd’hui indispensables pour un avion dont la vie opérationnelle doit couvrir une grande partie du XXIe siècle.

La liste des différents constructeurs d’avions militaires américains a évolué avec l’obtention de différents contrats. Le développement et la construction de différents programmes ont amené à la fusion et la disparition de certains constructeurs. Nous pouvons ainsi parler, en quelque sorte, de sélection naturelle de constructeurs. En effet le nombre de ces derniers s’est réduit au cours du temps suite à des fusions et rachats entre constructeurs.

Les premières études du F-35 démarrent dans les années 1993-94 avec le groupe de travail Joint Strike Fighter et un cahier des charges est établi en mars 1996. Dès novembre de la même année, les constructeurs Boeing et Lockheed Martin répondent à l’appel d’offres et débutent la phase de conception et démonstration (Concept Demonstration Phase) avec, tous deux, un budget de 750 millions de dollars alloué par le DoD. Lockheed Martin remporte finalement le contrat pour le programme le 26 octobre 2001 avec son prototype X-35 contre le X-32 de Boeing.

Image montrant le X-35 et le X-32 de Boeing

II- Un cahier des charges sous influences contradictoires

En cherchant à diminuer les coûts, le DoD décide de regrouper les besoins de chacune des trois forces aériennes en un seul programme pour mutualiser la recherche, le développement et l’industrialisation.

Le F-35 est un avion qui devait succéder au :

– F-16 et F-117 pour l’US Air Force

– A-6 et une partie des F-18 pour l’US Navy

– AV-8B Harrier 2 pour l’US Marine Corps

Le F-35 devait impérativement être un avion multirôle (multirole combat aircraft) capable de réaliser plusieurs missions différentes sur les besoins des trois différentes forces aériennes. L’avion devait pouvoir être furtif et posséder un radar multifonction et multicible air-air et air-sol à balayage électronique. Cette exigence était commune aux trois corps d’armées. 

Pour qu’il puisse succéder au F-16, l’US Air Force exigeait une bonne manœuvrabilité pour le combat aérien, un coût unitaire peu élevé pour remplacer les milliers de F-16 en service et qu’il soit supersonique en croisière. Pour effectuer des missions d’attaques au sol comme celles du F-117 ou du A-6, la condition exigée était une capacité de bombardement qui ne nuise pas à la furtivité, d’où la nécessité d’une soute à armement, qui permet l’emport de bombes et de missiles sans dégrader la signature radar.

Pour que le F-35 puisse succéder au A-6 et au F/A-18, l’US Navy demandait un avion catapultable et biréacteur pour améliorer la sécurité et la fiabilité, primordiales en opérations océaniques.

L’US Marine Corps, qui ne dispose pas de porte-avions, exigeait un avion pouvant décoller et atterrir à la verticale depuis ses porte-hélicoptères d’assaut, pour qu’il puisse ainsi succéder au AV-8B Harrier II.

Toutes ces contraintes exigées par les différentes forces aériennes ont posé de grandes difficultés aux ingénieurs de Lockheed. En effet nous pouvons en recenser quelques-unes : 

– Une motorisation importante pour un monoréacteur qui demande un moteur coûteux et moins fiable qui augmente le poids de l’appareil.

– Les besoins dans l’aéronaval demandent un renforcement de la cellule et du train de l’avion pour résister au catapultage et à l’appontage.

– La furtivité, étant une caractéristique primordiale, exige que tous les armements et bombes puissent être stockés en soute. Cela entraîne donc un élargissement de la cellule qui détériore l’aérodynamique et augmente le poids de l’appareil.

– Le décollage et atterrissage à la verticale exigent un moteur avec deux centres de poussée.

Les ingénieurs ont vite compris qu’un modèle unique d’appareil était intenable, et ont décidé de séparer le programme en trois versions, pour qu’il puisse prendre en compte séparément les contraintes exigées et satisfaire les forces aériennes pour chacun des appareils à remplacer. Ces trois versions sont les suivantes :

– Le F-35A est la version la plus polyvalente des trois. Elle est destinée à l’US Air Force et est prévue d’être exportée à des nations alliées.

– Le F-35B est la version censée pouvoir décoller et atterrir à la verticale. Cependant à la suite des différents essais le décollage à la verticale ne sera pas opérationnel sous toutes les configurations et cette version restera seulement à décollage court et à atterrissage vertical (STOVL). Elle est destinée à l’US Marine Corps pour être embarquée sur porte-hélicoptères et est également offerte à l’exportation à des nations alliées.

– Le F-35C est la version CATOBAR (Catapult Assisted Take-Off But (ou Barrier) Arrested Recovery) pour le catapultage et l’appontage. Elle a une structure plus renforcée et une envergure plus importante qui lui permet d’augmenter sa capacité en carburant. Elle est destinée à l’US Navy et est la seule version non offerte à l’export.

De gauche à droite: F-35C , F-35B, F35A

III- Les difficultés rencontrées

Une des premières difficultés rencontrées est que le F-35 ne satisfaisait pas les pilotes car il ne répondait pas à la demande de départ qui était que cet avion militaire devait remplacer chacun des anciens appareils utilisés par les différentes forces aériennes américaines. Pour répondre à cette problématique il devait respecter le cahier des charges des anciennes versions mais aussi répondre à de nouvelles problématiques.

En 2015, un pilote anonyme de F-35 a dressé un compte-rendu pénalisant au site “War is Boring” après un exercice de combat rapproché contre un F-16 en Californie en janvier de la même année. Selon lui, lorsque les deux avions se sont livrés à une série de manœuvres brutales pour tenter d’abattre au canon leur adversaire, le F-35 a manqué “d’énergie” et n’a pas réussi à faire les manœuvres que le F-16 était capable de réaliser. Finalement, le F-35 a perdu face au F-16. Un compte-rendu accablant qui a affaibli de nouveau ce programme. Mais en juillet 2015, l’US Air Force a démenti les propos du pilote et a déclaré que le F-35 surclasse bien au combat le F-16. Selon elle, il y a eu de nombreuses occasions où des groupes de F-35 ont engagé des groupes de F-16 en simulation de combat, et les F-35 ont gagné chacune de ces rencontres, grâce à leurs capteurs, leurs armements et leur technologie furtive ».

On retrouve donc des témoignages divergents avec des pilotes insatisfaits de cet avion face à une US Air Force qui a toujours démenti ces informations et a affirmé que le F-35 avait les capacités de battre des anciennes versions grâce aux nouvelles technologies qu’il utilise. Malgré le démenti de l’US Air Force, ce n’est pas le seul témoignage de pilote qui met en défaut les capacités du F-35. Tous ces témoignages participent ainsi à un certain dénigrement de ce programme et s’ajoutent à la méfiance générale des autres nations voulant acheter cet avion.

La seconde difficulté rencontrée est aussi celle qui a été le plus longtemps décriée, il s’agit du dépassement de budget mais aussi du dépassement de délai. En effet, le programme F-35 est le programme d’armement le plus cher de l’histoire militaire américaine. Le coût total estimé, à l’heure actuelle, est de près de 400 milliards de dollars pour le Pentagone. L’objectif, dans les années à venir, est de produire près de 2500 appareils. Le programme devrait donc durer jusqu’en 2070 et le coût total serait donc de 1500 milliards de dollars sur toute la durée de vie du programme (entretien compris). Ce programme aura donc eu un coût exorbitant sachant qu’en octobre 2001, au lancement du programme, le coût unitaire du F-35A était estimé à 69 millions de dollars alors qu’à son lancement il a augmenté de 89% et a atteint 130,6 millions de dollars par avion.

De plus, comme la construction du F-35 a pris du retard à cause des différentes défaillances rencontrées, les délais de livraison ont dû fortement augmenter. Ce délai et cette hausse de prix du F-35 ont participé à la réduction des quantités commandées mais aussi à une difficulté de vendre cet avion à l’international car il était devenu trop cher.

Malheureusement, le programme étant sous pression au niveau des coûts, le constructeur a fait le choix de matériaux et de composants qui étaient soit mal testés soit à faible longévité. Pour illustrer cette exécution de mauvaise qualité ; en 2020, dans son rapport annuel, le Pentagone a fait part de 871 défaillances logicielles et matérielles qui pourraient être “dommageables à la disponibilité, aux missions ou à la maintenance” sur le F-35. Parmi elles, 10 défaillances seraient de catégorie 1, c’est-à-dire susceptibles de mettre en danger l’appareil ou son pilote, ou l’empêcher de réaliser sa mission. 

Tous ces défauts ont bien évidemment participé à une diminution de la longévité de cet avion, en effet, la durée de vie est passée à 2100 heures au lieu de 8000 heures pour les anciens avions de combat de l’armée américaine.

L’industrialisation fut elle aussi complexe. Produire trois versions sur une même chaîne de fabrication est une gageure compte tenu des différences dans les composants et les techniques d’assemblage et de fabrication. Mais nous ne pouvons nier que ces défaillances participent au retard de ce programme et à l’augmentation de son prix pour le contribuable américain.

IV- Le Departement of Defense garde le cap

Malgré tous les manquements que nous avons listés précédemment, les responsables du programme prennent en compte ces problèmes et les résolvent progressivement. Chaque année, un rapport public du Pentagone fait l’inventaire des problèmes restants. En 2018, nous retrouvions 102 problèmes de catégorie 1 alors qu’en 2020 il en restait plus que dix. Une amélioration qui montre bien l’importance de ce programme et la volonté de réussir ce programme du DoD.

En 2019, cent trente-cinq F-35 ont été livrés à l’international et plus de six cents avions ont été livrés depuis le début du programme. Preuve de la puissance militaire et industrielle des États-Unis, nous retrouvons des ventes du F-35 au Royaume-Uni, au Japon, au Pays-Bas, en Australie, en Norvège, au Danemark et au Canada. Cette hausse des ventes est notamment due à une baisse des prix de l’avion. Depuis le treizième lot de production, le F-35A affiche un prix unitaire de 80 millions de dollars, une réduction significative du prix depuis son lancement. Quant à lui, le F-35B affiche un prix aujourd’hui de 101 millions de dollars et le F-35C un prix de 95 millions de dollars.

Le programme F-35 est aussi financé et soutenu par plusieurs pays. En effet, plusieurs pays participent au programme du Joint Strike Fighter, selon trois niveaux de coopération variant en fonction des investissements et des transferts de technologie concédés. Le Royaume-Uni est seul partenaire de premier niveau grâce à la société britannique BAE Systems qui a participé à la conception et à la fabrication du fuselage arrière et de l’électronique de bord. L’Italie et les Pays-Bas sont partenaires de deuxième niveau avec l’entreprise Alenia Aeronautica en Italie qui fournira à terme, la moitié des voilures destinées à l’ensemble de la production. Les partenaires de troisième niveau investissent quant à eux dans le programme. On y retrouve la Turquie, l’Australie, la Norvège, le Danemark et le Canada.

Carte montrant les pays ayant fait une commande de F-35

Le F-35, un projet lancé Outre-Atlantique, est tout de même bien présent en Europe, grâce à ses partenaires qui sont pour la plupart Européens. Le F-35, comme beaucoup de matériel américain, tend à être le futur avion de combat produit en grande série avec déjà 2500 achats par les différentes armées américaines et plus de 700 ventes dans 11 pays. Le F-35A suivra certainement le chemin d’un de ses prédécesseurs, le F-16, qui a été exporté à 4500 exemplaires dans 25 pays. Le F-35B, plus spécifique grâce à son système STVOL, intéresse plusieurs pays qui veulent disposer d’une force aéronavale sans avoir à entretenir de coûteux porte-avions. Face à une production en si grande série, très peu d’entreprises peuvent rivaliser. Par exemple Dassault qui a livré 148 rafales aux armées françaises et enregistré 84 commandes à l’export, pourra difficilement affronter le géant américain au niveau de la production industrielle.

V- Conclusion

À la fin des années 90, les différentes armées américaines expriment le besoin d’un nouvel aéronef de combat, et le Pentagone crée le JSF et lance une mise en compétition des derniers constructeurs restants donnant naissance au F-35. Malgré un cahier des charges complet mais insurmontable pour les ingénieurs, le F-35 a bien été développé et des solutions ont été trouvées. Malheureusement, face à un cahier des charges si complexe, de nombreuses défaillances ont vu le jour sur cet avion entraînant une augmentation significative du prix mais aussi du délai de livraison. 

Si la mobilisation du Pentagone pour sauver le programme a permis de détecter de nombreux défauts du F-35 et de les résoudre, il reste encore aujourd’hui de nombreuses difficultés qui ne sont toujours pas résolues. Mais ces difficultés n’ont pas mis en péril le programme car il a été si coûteux et si ambitieux que personne ne pouvait se permettre de l’arrêter compte tenu des enjeux économiques et politiques, tels que les constructeurs, les emplois, l’argent public…. Le F-35 était pour ainsi dire : “Too big to fail”.

Même si le succès est finalement acquis, les constructeurs, qu’ils soient américains ou bien de toute autre nation, doivent tirer parti des erreurs de ce programme. Nous pouvons prendre comme exemple les constructeurs européens qui doivent être particulièrement vigilants sur les programmes multinationaux très ambitieux et très complexes, alors que les états qui les financent sont moins nombreux et n’ont pas des budgets aussi larges que le DoD.

Image du Logo Lockheed Martin
Auteurs : Aurore Laguelle,  Alexandre Gales et Adrian Galilea Guennec (Responsable Qualité), membre de l’association Junior Estaca Paris – Saclay et de l’école ESTACA

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Voiture Autonome en-tête article Non classé

Qu’est-ce qu’un véhicule autonome ?

Qu’est-ce qu’un véhicule autonome ?

Le secteur du transport est aujourd’hui en pleine révolution après un long essor du véhicule à moteur thermique. L’arrivée des voitures électriques ainsi que des nouvelles motorisations va créer une première vague de changement. Cependant le développement de plus en plus poussé des véhicules autonomes va accélérer ce renouveau.

Alors que les premières technologies d’aide à la conduite sont apparues de nombreuses années auparavant, les constructeurs travaillent d’arrache pied sur des véhicules entièrement autonomes. Cet article donnera d’abord une définition exacte de ces véhicules. Puis, la seconde partie sera dédiée aux technologies embarquées par les véhicules.

Vidéo: Voiture entièrement autonome

I- Définition et histoire du véhicule autonome

L’autonomie se définit comme étant la capacité d’un système à ne pas être dépendant d’une ressource ou de quelqu’un. Dans le cadre d’un véhicule, il existe différents niveaux d’autonomie, au nombre de 5, le niveau 0 étant un véhicule totalement manuel sans aide :

  • Niveau 1 : Certaines fonctions sont automatisées afin d’assister le conducteur qui garde le contrôle global (ABS, régulateur de vitesse)
  • Niveau 2 : Deux fonctions principales sont automatisées simultanément et combinées (Le régulateur de vitesse adaptatif et le centrage des voies)
  • Niveau 3 : Le véhicule est capable de se conduire seul dans certaines conditions spécifiques (sur autoroute), le conducteur est capable de reprendre le contrôle si les conditions ne sont plus réunies (conduite autonome sur autoroute : Autopilot Tesla en 2016)
  • Niveau 4 : conduite autonome totale, le véhicule est capable d’assurer un trajet complet sans conducteur ou bien sans que ce dernier n’interagisse avec le véhicule

Le premier niveau d’automatisation des transports existe depuis plus de 30 ans, tandis que les fonctions du niveau suivantes sont apparues dans les années 2000.  L’arrivée de l’Autopilot sur les Tesla en 2016 a permis d’instaurer les premières conduites entièrement autonomes sur autoroute uniquement aux États-Unis. De nombreux autres pays étant trop contraignant avec leur législation sur le sujet.

Image montrant une tesla autonome

Le développement de véhicules complètement indépendants du conducteur a longtemps fait rêver les fans de science-fiction, il aura cependant fallu attendre 2004 avant que l’industrie ne s’y intéresse vraiment. C’est ainsi qu’a commencé le développement des véhicules complètement autonomes aussi bien par des entreprises du numérique que par des constructeurs automobiles. Les véhicules d’essais ont désormais parcouru de nombreux kilomètres sur route ouverte, et semblent plus proche que jamais de la commercialisation.

II- Un concentré de technologies

Afin de piloter un véhicule sans action humaine quelconque, les ingénieurs des différents constructeurs doivent réfléchir à des solutions toujours plus novatrices. Ainsi, les véhicules autonomes utilisent des technologies dernier cri.

Tout d’abord un véhicule autonome reste une voiture (ou camion, bus…), il est donc composé des mêmes éléments fondamentaux tels que les roues, un moteur etc… Ce type de véhicule est souvent associé à une motorisation électrique, cependant les moteurs thermiques ne sont pas un frein à l’automatisation des véhicules. C’est surtout par la recherche d’une nouvelle mobilité exploitant des énergies plus vertes qui provoque l’utilisation de l’électricité plutôt que l’essence.

Afin de pouvoir se repérer et se diriger, le véhicule nécessite plusieurs ajouts qui s’accompagnent d’un coût supplémentaire. Afin de pouvoir créer une perception de ses alentours, les véhicules de ce type utilisent aujourd’hui la technologie LIDAR : détection et estimation de la distance par laser. Un rayon de lumière est envoyé, puis un ordinateur est capable de calculer la distance par rapport à un objet en fonction du temps que le laser met pour revenir. Il y a quelques années le prix d’un de ces capteurs était d’environ 75 000$, il est aujourd’hui plus proche de 2000$. Cette technologie est souvent couplée à des capteurs de proximité afin de déterminer l’environnement aux alentours du véhicule.

Photo d'une google car équipé d'un LIDAR

Afin de traiter les données obtenues par ces différents capteurs puis de décider les actions à effectuer, les véhicules autonomes sont équipés de 2 ordinateurs puissants afin d’avoir une puissance de calcul de secours si la première est défectueuse. Comme tous les robots intelligents, les voitures autonomes fonctionnent en 3 étapes : perception, planification et action.

Avant de s’intéresser à ces étapes de calcul, il faut premièrement faire un point sur la technologie principale utilisée : l’intelligence artificielle. Aujourd’hui, ce domaine devient de plus en plus développé, et de plus en plus complexe. Il s’agit ici de comprendre le mode de fonctionnement plutôt que les détails mathématiques et informatiques. Un programme avec de l’intelligence artificielle est capable d’apprendre de ses expériences. Ainsi, plus il est entraîné sur des cas concrets différents plus il sera performant. C’est le même type d’outil qui est utilisé pour détecter des visages, ou retoucher une photo automatiquement.

La première étape de travail de l’ordinateur de bord est de s’occuper de la perception tout autour du véhicule. Les données reçues du LIDAR sont brutes, elles seront étudiées afin de reconnaître un piéton ou une voiture, ainsi que leur sens de déplacement. Le véhicule autonome possède ainsi une vision de son entourage proche de celle d’un humain, comme on peut voir sur l’image suivante.

Image d'une vision pour une voiture autonome

La seconde étape est alors la planification. En fonction des éléments repérés lors de la perception de l’environnement ainsi que leur caractéristiques (de distance, des limitations de vitesse, de panneaux…) le véhicule va alors calculer la trajectoire à suivre. Cette étape utilise encore une fois le principe de l’intelligence artificielle afin que le véhicule puisse choisir la trajectoire et la vitesse optimale. Des priorités sont utilisés afin d’assurer la sécurité, le confort ou encore le respect du code de la route.

Pour passer à l’action, l’ordinateur de bord calcule l’angle au volant nécessaire, la vitesse nécessaire pour suivre la trajectoire planifiée. Les éléments du véhicule sont ainsi pilotés. Le système agit en temps réel et la trajectoire, donc le comportement du véhicule est modifié perpétuellement en fonction des conditions extérieures.

Il existe actuellement certaines limites à la conduite des véhicules autonomes. Tout d’abord les conditions extérieures peuvent fausser la perception de l’ordinateur, dans le cas d’un brouillard ou d’une forte pluie, ou si un panneau est déformé. De plus, la planification de la trajectoire est facilement perturbée si la route est sans marquages, si un panneau n’est pas détecté ou encore d’autres conditions qui demandent en conséquence une action du conducteur. Finalement, si la route est plus glissante, que la voiture a un problème technique (pneu dégonflé, géométrie imparfaite…) la voiture ne suivra pas exactement la trajectoire demandée, ce qui peut être problématique dans certains cas.

Grâce à l’utilisation d’intelligence artificielle, les véhicules autonomes peuvent apprendre de leur comportement ou de celui d’un humain. Ainsi, il est possible d’améliorer les programmes des voitures autonomes en les entraînant sur des cas plus complexes. Par exemple en entraînant le programme de perception sur des panneaux en mauvais état celui-ci pourra détecter des panneaux endommagés. Il faut donc s’attendre à ce que les véhicules autonomes deviennent de plus en plus performants au fur et à mesure de leur développement.

III- Conclusion

Après avoir longtemps été un rêve, le véhicule autonome est plus proche que jamais de devenir une réalité. L’autonomie d’un véhicule peut se mesurer en plusieurs niveaux, ceux les plus bas étant désormais acquis et implémentés sur la majorité des véhicules. Les constructeurs sont en plein développement d’automatisation complète, dans des conditions spécifiques, voir même en toutes conditions.

Pour réaliser ce défi, des technologies de pointe sont ajoutées aux véhicules. On peut notamment noter les radars LIDAR assez puissants afin de recréer l’environnement autour de la voiture. Les logiciels embarqués fonctionnent en 3 étapes. Tout d’abord la perception de l’environnement pour reconnaître les lignes blanches, les autres véhicules… Après, l’ordinateur calcule la trajectoire optimale à suivre en fonction des conditions extérieures, des demandes des occupants et de la programmation. Finalement le véhicule est piloté automatiquement afin de suivre la trajectoire définie. Les véhicules autonomes opèrent plus difficilement dans des conditions inhabituelles, mais un développement plus poussé permettra d’effacer ces problèmes.

Ainsi, il sera bientôt possible de voir des véhicules se conduire seuls sur la route, de nombreuses études prévoient un début de cette technologie d’ici 2025. Cependant de nombreux facteurs semblent s’opposer à leur production, tel que le cadre légal, la sécurité mais aussi la demande sur le marché. L’avenir nous dira donc quel futur il réserve pour ces véhicules.

Auteur : Théophile Louvet, membre de l’association ESTACA Formula Team

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Voiture volante en-tête article sur le Pal-V Automobile

Le Pal V, une bonne solution à la voiture…

Pal V, une bonne solution à la voiture volante ?

La voiture volante n’est plus un rêve. Elle est bel et bien là et après de nombreux test, le Pal V est apte à circuler sur les routes en Europe et d’ici 2022, elle aura la certification aéronautique qui lui permettra de prendre son envol.

Depuis 2008, la société hollandaise PAL-V international industries s’exerce dans le développement de véhicules à mi-chemin entre la voiture et l’avion. L’entreprise fait ses débuts en 2012 avec un premier modèle PAL V ONE qui n’a jamais été commercialisé, et aujourd’hui, elle nous propose un produit homologué, le PAL V Liberty Pioneer.

Logo de la marque Pal-V

Cependant nous pouvons nous poser bien des questions quant à l’utilité, la praticabilité ou encore les performances de cette voiture volante et nous allons y répondre dans cet article.

Image montrant le Pal V en vol

1. Les performances

Nous avons affaire à un engin qui possède 2 modes. Un mode route (composé de 3 roues) et un mode air. Le passage de l’un à l’autre prend environ 5 minutes. En mode Air, le Pal V se situe entre l’avion et l’hélicoptère avec son hélice propulsive et un rotor principal. Il possède donc 2 moteurs et roule avec un carburant Super Sans Plomb qui lui permet d’atteindre, sur route, les 160km/h.

Le Pal V pèse 660kg à vide et peut accueillir 2 personnes à son bord.Avec un plein, il peut parcourir 1300km tandis qu’en vol, son autonomie est divisée par 3 soit environ 400km.

Le pal V possède une altitude maximale de 3500m pour une charge utile maximale de 246kg et enfin, il consomme 7.6l/100 en mode voiture et 26l/h en mode air.

Une voiture qui vole     —     Un avion qui roule

2. La classification de type Pal V

Après de telles performances, nous pouvons nous demander comment allons nous pouvoir piloter le Pal V, puisqu’après tout il s’agit d’un engin volant. Un simple permis de conduire ne suffit pas. Pour résoudre ce problème, la société Pal V propose une formation simplifiée et rapide qui se décompose en 3 parties. Il faut commencer par une semaine de formation de base sur la théorie puis, il faut passer par la formation de pilotage (environ 30 à 40h de vol) en aérodrome, puis enfin, lors de l’obtention du véhicule, une formation spécialisée au Pal V qui durera autant de temps que le pilote souhaite.

Il faut donc passer par toutes ces étapes afin d’obtenir la classification du type Pal V.

Image montrant le Cockpit de la voiture volante Pal-V
Cockpit de la voiture volante Pal-V

3. La voiture volante est-elle aussi utile que nous le promet la société Pal V?

Il n’est pas facile de répondre à cette question puisque cette voiture volante possède plusieurs avantages tout comme des inconvénients.

En effet, le Pal V peut s’avérer très utile puisque contrairement à ses homologues volants, le Pal V ne nécessite aucun aéroport ou aérodrome pour décoller ou atterrir. Cela permet donc une bien plus grande liberté au niveau des déplacements. Cependant, une distance de 330 mètres pour décoller et une distance de 30 mètres à l’atterrissage sont nécessaire pour voler. Nous sommes donc encore loin du rêve de pouvoir s’envoler lorsqu’un bouchon nous empêche d’avancer. Il faudra donc l’anticiper et trouver une piste de 330 mètres ce qui n’est pas aisé.

Cependant, du fait que le Pal V est également une voiture, il est donc facile de le garer et de trouver une place puisqu’il fait à peu près les dimensions d’une Renault Clio.

Décollage de la voiture volante Pal-V

Vidéo: Décollage du pal V

4. Conclusion

Pour conclure, le Pal V est une grande avancée dans le domaine de la voiture volante. En effet, il offre une bonne solution aux personnes rêvant de pouvoir survoler les routes et rêvant d’avoir son propre avion chez soi. Cependant, avec un prix de départ à 300 000 euros et sa formation spécialisée, le Pal V n’est pas destiné aux grand public mais plutôt aux passionnés de l’aéronautique au portefeuille bien rempli qui veulent voler quotidiennement et potentiellement éviter quelques embouteillages.

Le Pal V n’est donc pas la solution à la voiture volante comme on l’imagine mais peut-être est-il le pionnier qui ouvre la voie vers un futur fait de voiture volante.

Image montrant une ville avec des voitures volantes

Auteur: Damien Archambaud, recrue du RFP 2021 chez Junior ESTACA Paris-Saclay

Pourquoi pas vous?

Vous voulez plus d'informations au sujet du Pal V? Visitez leur site officiel où vous pourrez même vous en procurer un.

(émissions des navires) Tanker GNL et pile à combustible Compétences

Un porte-conteneurs pollue-t-il autant que 55M de voitures ?

Grâce à la fulgurante avancée de la technologie et notamment l’explosion de l’utilisation des réseaux sociaux, il est aujourd’hui très facile de partager un message, une photo, une émotion instantanément sans évaluer les conséquences que cela peut induire. Formidables plateformes d’informations et même de communication, nos réseaux sociaux sont devenus de véritables terrains de jeu pour les utilisateurs où parfois le « like » et le « partage » leur enlèvent tout jugement et libre arbitre. Comme cette phrase postée dans un tweet relayé pas moins de 1300 fois sur la twittosphère suite à l’annonce d’Emmanuel Macron visant à réduire la vitesse maximale sur autoroute (par conséquent limiter les émissions de gaz à effet de serre). Mais avant d’avoir commenté, partagé un message ou encore machinalement appuyé sur j’aime pour donner de la crédibilité à notre tendre auteur ; avons-nous pensé à évaluer la pertinence des propos avancés par celui-ci ?

Pour tenter d’éclaircir les internautes sur le sujet, plusieurs médias ont essayé de peser le pour et le contre des propos avancés en se basant sur des sources avérées. Aujourd’hui, notre but est d’apporter un minimum d’information sur les problématiques actuelles du monde du naval.

Crédit : Franceinfo : Vrai ou Fake ?

1. UN PROJET DE RECHERCHE A L'ECOLE

Qui, lorsqu’il conduit, n’a jamais regardé la consommation moyenne de son véhicule ? Cependant savons-nous vraiment ce que nous rejetons et en quelle quantité ? Cette question, beaucoup moins de conducteurs se la sont posée. Ce fut toutefois le cas de 6 étudiants et un enseignant chercheur de l’ESTACA qui ont non pas cherché à savoir ce que pouvait rejeter une voiture mais plutôt un bateau et en quelle proportion. Ce projet de recherche, intitulé CAPNAV (pour Caractérisation des émissions Particulaires de Navire) d’une durée de trois ans et financé par l’ADEME a émergé cette année au sein du pôle de recherche de notre école. Le but de celui-ci n’est pas de pointer le monde naval du doigt mais de commencer à comprendre ce qui peut être mis en place dans ce secteur pour réduire les émissions de polluants. Pour ce travail de grande taille, l’école n’est pas toute seule. Un regroupement d’acteurs du monde maritime s’est réuni pour poser la base d’un projet viable. Autour de la table, on retrouve plusieurs compagnies de transports maritime, certaines écoles d’ingénieurs et l’ADEME.

2. POURQUOI LE MONDE MARITIME POINTE DU DOIGT ?

Posons à présent les bases ! Au cours des dernières décennies, le trafic maritime a fortement augmenté. 78% du FRET mondial s’effectue par navire porte-conteneurs (dans les études on parle souvent d’OGV pour Ocean Going Vessel), que le nombre de croisières a doublé en passant de 12 millions de passagers à 22 millions en 10 ans. Des études récentes montrent que 70% des émissions des navires ont lieu dans un rayon de 400km des côtes, et que les polluants qui en résultent peuvent être déplacés sur des centaines de km impactant fortement la qualité de l’air sur nos littoraux et causant de sérieux problèmes sur la santé humaine. Depuis une vingtaine d’année, la communauté scientifique s’est intéressée à l’impact du trafic maritime et a pu prouver sa dangerosité. Cependant la plupart de ces études ont lieu en milieu côtier avec des appareils de mesures implantés dans les villes. Ces résultats, obtenus grâce à une modélisation du territoire, ont pu nous mettre en évidence les tendances globales d’émissions mais n’ont pas permis de comprendre ce que rejette réellement un navire.

Aujourd’hui, nous savons que le transport maritime rejette 3,3% des émissions mondial de dioxyde de carbone (soit 796 millions de tonnes de CO2) et ce nombre devrait passer à 15% d’émissions en 2050. Les estimations montrent que le transport maritime rejette entre autres 1,2 à 1,6 millions de tonnes de PM10 ; 4,7 à 6,5 millions de tonnes de dioxyde de soufre soit 8% des émissions mondiale de SO2. Ces éléments sont aujourd’hui les principales sources dangereuses pour la santé de l’homme que nous cherchons à éliminer.

Pourtant, malgré la dangerosité des émissions considérées, les règlementations en vigueur pour le domaine maritime sont en retard par rapport à celles appliquées pour le transport terrestre, comme l’illustre ce graphique qui met en évidence un décalage temporel d’apparition des contraintes réglementaires imposées par l’IMO (International Maritime Organization). De plus, en France, la contribution du transport maritime à la pollution atmosphérique est faible si on considère des approches classiques d’inventaires d’émission, mais elle est souvent localisée dans des zones portuaires ou la densité des navires et le nombre de manœuvres sont élevés.

3.3%
CO2 (2020)
15%
CO2 (2050)
Schéma représentant les composés émis par les navires (Mueller et al., 2011)

Aujourd’hui quelques progrès sont à apprécier comme la mise en place des zones SECA (pour Sulphur Emission Contrôle Area et NECA (pour Nytrogen Emission Contrôle Area). Ces zones de contrôles sont aux nombres de quatre sur le globe. Elles n’autorisent que les navires dont le taux de souffre des carburants utilisés est limités à 0,1% contre 3,5% ailleurs. La France voudrait créer une nouvelle zone SECA en Méditerranée où le trafic maritime est très dense et où la santé des populations est une préoccupation majeure (surtout en été quand le nombre de croisières explose). Cependant, il est très fastidieux de mettre en place ces zones.

Planisphère montrant les différentes zones de contrôle des émissions
Planisphère montrant les différentes zones de contrôle des émissions

Ainsi nous pouvons remarquer, grâce aux règlementations de l’IMO et à la mise en place de certaines zones géographiques de contrôle, que la réglementation cherche de plus en plus à réduire les émissions de polluants du trafic maritime. Cependant, de nombreux processus de contrôle d’émissions paraissent trop lents à se mettre en place. Par exemple, une dizaine d’années est nécessaire pour une zone NECA, ce qui parait trop long au regard de l’augmentation général du trafic mondial.

3. LES DONNEES ACTUELLES

En Europe, les émissions maritimes sont calculées suivant la méthodologie de l’Agence Européenne pour l’Environnement (EEA) afin d’extraire les données suivantes : objectifs de la mesure, types de navires, types de polluants, région géographique impliquée, méthodologie mise en œuvre pour compiler l’inventaire des émissions ainsi que les résultats obtenus. Ces résultats peuvent être obtenu à partir de plusieurs méthodes : l’approche descendante, ascendante et STEAM.

Inventaire d'émissions par litre de carburant consommés - article sur les émissions
Inventaire (d'émissions) par litre de carburant consommés, Coello et al 2014
(émissions des navires JEPS) Cartes avec la route des navires grâce aux données AIS

L’approche descendante consiste à connaître l’activité maritime générale pour en estimer la quantité de carburant utilisée. En connaissant les technologies motrices des navires, il est possible de remonter à l’émission du trafic. Cette méthode est assez simple et donne facilement des tendances d’évolution du trafic maritime dans une zone. Cependant, cette estimation ne permet pas de déterminer les causes à l’origine de ces émissions ou encore de déterminer les phases de marche les plus néfastes.

L’approche ascendante utilise des données dynamiques issues de paramètres évolutifs du navire (données AIS). Cette technique est plus fastidieuse, plus longue mais beaucoup plus concrète que la première. En traçant l’intégralité des navires dans un espace précis et en analysant leurs mouvements, on peut quantifier plus facilement le taux d’émissions. Cependant, la aussi, plusieurs inconvénients sont à noter. La méthode n’est réalisable qu’à petite échelle et les données prises en compte diffèrent parfois. Ainsi, il n’existe aujourd’hui pas précisément de méthode pour caractériser l’émission d’un navire en particulier.

4. Pourquoi vouloir réduire les émissions de polluant

Il faut bien comprendre que la grande majorité du FRET transite par voie maritime. Ce chiffre devrait tripler d’ici 2050. Or, comme pour tout type de moyen de transport à moteur à combustion rejetant des gaz à effet de serre, la transition écologique ne peut se faire sans penser aux géants des mers trop discrets. Mais le problème le plus alarmant ne concerne pas les gaz à effet de serre mais plutôt les autres types de polluants. On note les gaz précurseurs de polluant secondaire : les NOx et SOx et les rejets de particules primaires : PM10 et PM2.5. Certaines d’entre elles sont dangereuses pour la santé si la population est exposée en trop forte teneur.

La trop forte concentration en oxyde d’azote (NOx) entraine une augmentation de la formation d’ozone troposphérique (O3). Cette augmentation entraîne une durée de vie prolongé de méthane (CH4) et donc de la diminution de la quantité d’oxygène dans l’air. De plus, des simulations montrent que la quantité d’émission de particules NOx est directement proportionnelle à la quantité d’ozone. A l’échelle locale, on explique que la forte présence du transport maritime à l’abord des côtes est à l’origine d’une grande partie de la pollution des villes. Pour ce qui est du dioxyde de souffre, comme pour les oxydes d’azote, il entraine un déséquilibre au sein d’un écosystème et donc l’appauvrissement du milieu en oxygène.

Récapitulatif des teneurs maximales que peut supporter un humain

Récapitulatif des teneurs maximales que peut supporter un humain

Pour ce qui est des particules primaires émises par le transport maritime, on comptabilise plus de 60 000 décès prématurés liés à une trop forte exposition chaque année. Ce chiffre a augmenté de 40% en 6 ans. Ensuite, on a découvert que les particules dont le diamètre était un inférieur à 2.5 micromètres provoquait de nombreux problèmes respiratoires, des cancers et autres problèmes cardiaques. Par conséquent, le contrôle des émissions de NOx, de SO2 est primordial si l’on souhaite contrôler la qualité de l’air.

5. UNE NOUVELLE FACON DE PENSER

Après avoir été mis devant le fait accompli, de nombreux pays ont commencé à travailler très sérieusement sur le sujet du naval. Aujourd’hui, on retrouve de très nombreuses études en milieu portuaire : Californie, Shanghai, en mer Méditerranée, Hong Kong… L’émergence des zones de contrôle montrent tout de même la motivation de certains États à protéger les populations de cette menace, sans oublier l’ensembles des consensus, comme en mer Méditerranée, qui avance chaque année pour évaluer les dangers du trafic maritime.

Mais ce n’est pas tout, de nombreuses solutions dans la motorisation et énergie à bord voient le jour : électrification des navires marchands et touristiques au port (voire même depuis leur remorquage), limitation des vitesses à partir d’une certaine distance des côtes, appauvrissement des fuels lourds marins en souffre, technologie GNL, bateaux cargo à voile… Et les armateurs et compagnies de FRET commencent à repenser la circulation maritime.

Cependant il est encore trop tôt pour savoir exactement ce que rejette un navire. Malgré des inventaires de particules bien construits depuis plus de 20 ans et des techniques de mesures qui évoluent, nous rentrons tout juste dans une des plus grandes préoccupations mondiales. Enfin il faut plutôt féliciter les efforts qui sont mis en place pour découvrir ce monde inconnu (qui pourtant existe depuis des centenaires) plutôt que de le pointer du doigt sans en comprendre les enjeux.

A travers ces lignes nous avons pu introduire le fonctionnement du secteur maritime et les problématiques engendrées par ce dernier. Des problèmes qui peuvent nous concerner tous indirectement. Malheureusement le sujet semble encore trop complexe pour être expliqué brièvement laissant trop souvent place à une mauvaise compréhension des conclusions faites. En outre, il nous est conseillé de toujours vérifier les informations que nous partageons sur internet. Si le sujet nous intéresse tant, alors prenons le temps de le découvrir !

Auteur : Baptiste Lepleux, Directeur des Systèmes d’Informations

Image de la voiture de l'écurie Fournier Automobile

Des étudiants montent une écurie de Sport Automobile

En Septembre 2018, 4 passionnés de sport automobile en 3ème année à l’ESTACA ont décidé de monter une écurie de Formule Ford, sous le nom de Cap Racing. L’équipe étant composée d’Antoine Fournier le pilote, Arthus Lotthé, Gabriel Niederberger et Adrien Girard les ingénieurs préparateur. Ensemble ils établissent la stratégie de course ainsi que les réglages des voitures adaptés à chaque circuit. 

Equipe de l'écurie Fournier
Course d'écurie automobile

L’idée est née dans la famille Fournier qui a fait l’acquisition de 2 Formules Ford historiques dans le but de s’inscrire au championnat de France de Formule Ford Historique. Pour l’instant le financement est entièrement pris en charge par la société de Monsieur Fournier, Cap Fournier. Pour l’avenir l’équipe a bon espoir de trouver d’autres sponsors au vu du progrès de leur classement à chaque course.

Lors du premier weekend de course, au moment des qualifications, l’équipe décroche la quatrième position (sur une grille de 40 voitures), puis pendant la course 1 la seconde place et enfin la première position en course 2. Durant le deuxième weekend, une nouvelle fois un podium est atteint avec une seconde place en course 1 et la victoire en course 2.

Pour revenir au commencement de cette belle progression, c’est en Janvier 2019 que les premiers réglages ont été faits avec d’abord ceux du poids aux roues, les trains roulants et les rapports de vitesse. En parallèle, le véhicule a été remis en état, avec un nettoyage intégral et un démontage de certaines pièces (baquet, carburateur, système de freinage et pédalier). Sur l’aspect esthétique et design, la carrosserie a été remplacée par une coque en fibre blanche, puis un kit de décoration sur-mesure pour l’écurie a été appliqué.

En septembre 2020 ils ont choisi de recruter 2 nouveaux ingénieurs data analyste, Léo Giraud et Gabin Lévêque, aussi étudiants de l’ESTACA pour monter un projet sous l’œil aguerri des professeurs. Ils ont posé des capteurs pour l’acquisition de données sur la dynamique des 2 voitures de course. L’objectif étant de comprendre après analyse, l’incidence de chaque réglage de liaison au sol sur le comportement de celle-ci (pression de pneus, raideur des ressorts, rigidité de barre antiroulis, rebond d’amortisseurs, pincement, carrossage, hauteur de caisse…). Cumulé aux commentaires du pilote, ces données ont permis d’améliorer la performance du véhicule (adaptation en fonction du circuit, des conditions de piste, …).

Le projet étant colossal, l’équipe s’est confrontée à plusieurs problèmes. Tout d’abord la gestion d’un budget serré qui ne leur permet pas de participer à toutes les courses. Puis une équipe pas toujours complète aux vues du programme chargé d’un élève ingénieur. Ils se sont aussi confrontés à des problèmes techniques de dernière minute (un récepteur d’embrayage HS, un carburateur qui casse, une surchauffe moteur…). Mais ils ont su les résoudre grâce à l’aide des experts de la discipline, de leurs connaissances respectives et des professeurs.

Image de la voiture de l'écurie Fournier
Course de l'équipe Fournier

Cette écurie est un bel exemple du partage de passion qui règne à l’ESTACA entre les élèves et les professeurs. C’est aussi une belle représentation des connaissances des élèves.

Auteur : Augustin Leguillier, chargé d’Affaires chez Junior ESTACA Paris-Saclay

Deuxième image du parking de l'ESATCA pour la course de drone de l'ESTACA Modélisme Compétences

Présidente d’association, qu’est-ce-que cela m’apporte ?

Aujourd’hui Junior ESTACA Paris-Saclay vous présente l’investissement associatif d’une des élèves de l’établissement. Après notre article sur le monde des Junior-Entreprises, nous découvrons, grâce à Margot le travail de présidente en association technique à l’école : l’ESTACA Modélisme. Lorsque passion pour l’aéronautique et engagement s’assemblent, ensemble ils forment le duo parfait expliquant tant la l’importance des nombreuses associations de l’ESTACA aux yeux des entreprises, véritables terrains de jeux pour les ingénieurs de demain.

1. Le made in ESTACA

En arrivant en 1ère année à l’ESTACA (en 2017) après une année de prépa PCSI à Bordeaux, je me suis directement inscrite à l’ESTACA Modélisme. J’ai pu y découvrir le monde du drone et du drone de course et construire le mien. En 2019, je suis devenue vice-secrétaire de l’association. Cette année au sein du bureau m’a permis de découvrir le côté administratif d’une association. J’étais en charge d’écrire les comptes rendu des réunions, d’envoyer des mails, d’aider à la préparation des demandes de subventions et des soutenances et d’aider à l’organisation de l’ESTACA Drone Race #3 (je reviendrai sur l’organisation de cette course plus bas). Enfin, depuis le 1er février 2020 je suis devenue présidente de l’association.

Faire partie d’une association technique apporte beaucoup de compétences en plus de la formation d’ingénieur proposée par l’École. En effet, être membre de l’ESTACA Modélisme, c’est apprendre à construire son propre drone de course, participer à des projets en équipe, à des concours, à des rencontres inter-associations ou encore à partager sur une passion commune. Concrètement, cela permet d’appliquer les notions que nous apprenons en cours et de consolider nos acquis.

En effet, construire et faire piloter des modèles réduits demande d’avoir des connaissances en électricité, mécanique, électronique… et justement, ce sont des matières que nous avons dans notre formation. De plus, cela permet d’apprendre à souder à l’étain et de comprendre le fonctionnement d’un drone. Effectivement, si en pilotant nous cassons un composant ou si un fil se dessoude, nous savons le réparer car nous l’avons construit entièrement.

Si en pilotant nous cassons un composant ou si un fil se dessoude, nous savons le réparer car nous l’avons construit entièrement.

Par rapport aux projets et concours auxquels participent l’ESTACA Modélisme, cela apporte aux membres de l’expérience en termes de travail d’équipe, d’organisation du temps, de compétitivité, de perfectionnement. Nous avons chaque année environ 5 projets différents afin d’en avoir pour tous les goûts. En général, chacun d’eux contient une étape de conception, une étape de construction et des essais. Cela permet de rendre les membres polyvalents et de nous faire manipuler des logiciels que nous utilisons en cours comme par exemple des outils de CAO (Catia, Solidworks) mais aussi des outillages techniques comme une pompe à vide pour draper les pièces, des imprimantes 3D, une perceuse à colonne… Enfin, nous perfectionnons aussi nos compétences de communication. Par exemple, pour le concours Safran, dans lequel nous devons crée une machine autonome en respectant un cahier des charges et pour lequel nous sommes en collaboration avec l’association SIERRA (association de robotique de l’école), nous devons communiquer le plus clairement possible sur l’avancée de chacune de nos parties afin de les rassemblées au mieux au terme de ce projet.

Un Estacien devant son avion
Image du parking de l'ESATCA pour la course de drone de l'ESTACA Modélisme

2. La gestion du navire

Photo montrant le Bureau 2020 de ESTACA Modélisme

Pour revenir sur l’aspect administratif, comme je l’ai dit plus haut, cette partie m’incombe grandement en tant que présidente et ancienne vice-présidente de l’association. En effet, faire partie du bureau directeur d’une association m’apporte des compétences qui je n’aurais pu acquérir autrement. Ces missions me permettent d’être plus à l’aise dans la communication avec l’administration, les professionnels qui viennent à l’école ou lors de mes stages et CDD. Cela m’apporte aussi de la confiance en moi et de l’assurance pendant les réunions, les soutenances ou encore lors des entretiens. En participant à des réunions de bureau j’ai pu acquérir des compétences qui me servent dans les projets demandés par les professeurs ou qui me serviront dans ma vie future. Je pense à l’organisation de réunions efficaces, à la gestion d’un budget et la répartition de celui-ci dans différents projets, à la communication externe et interne, à la gestion de la bonne entente dans un groupe, au management d’une équipe.

Tuto 1 : Drone low coast

TV 78 : Interview

Pour finir, nous organisons depuis 4 ans maintenant l’ESTACA Drone Race. C’est une course de drones dans le parking souterrain de l’école qui est pour l’occasion entièrement plongé dans le noir. Le circuit est éclairé grâce à un système de LED. C’est la première course en intérieur de France et des pilotes de toutes l’Europe viennent pour y participer. Les éditions précédentes, un live YouTube et Facebook était diffusé afin de permettent aux personnes qui n’avaient pas pu se déplacer de suivre la course. De plus, chaque année nous faisons venir une entreprise spécialisée dans le chronométrage des courses de drones. C’est eux qui commentent le live et cela permet de rendre la course plus professionnelle.

Cette année devait avoir lieu l’ESTACA Drone Race #4 mais avec l’épidémie de COVID-19 que nous connaissons actuellement, cette édition à dû être annulée. Nous avions travaillé sur l’agrandissement du circuit et nous avions crée une course réservée aux étudiants le vendredi soir, la veille de la course traditionnelle ouverte à tous. Pour agrandir le circuit nous devions utiliser des répéteurs vidéo afin que les pilotes ne perdent pas le signal. Nous avions aussi créé une affiche pour l’évènement et il était prévu que je passe en direct sur la chaîne de télévision locale TV78 afin de promouvoir notre course. En effet, celle-ci est ouverte au public donc nous avions aussi travaillé sur la communication externe à l’école. A la place, j’ai effectué l’interview via Skype et elle a été diffusé sur la chaîne des Yvelines. C’est encore une expérience qui m’a permis d’améliorer mes compétences en communication et la gestion du stress.

Auteur : Margot Boissarie, présidente de ESTACA Modélisme 

Compétences

Et vous, connaissez-vous les Junior-Entreprises ?

Créé en 1969 par 6 associations étudiantes venant de grandes écoles (ESSEC, ESC Bordeaux, ESC Amiens, ESC Montpellier, ESC Rouen et CERRAM Business School), ce mouvement de Junior-Entreprises, qui réunit aujourd’hui plus de 25 000 étudiants, est actuellement considéré comme l’un des plus importants à l’échelle nationale. Avec un fonctionnement similaire à celui des cabinets de conseils, ces associations utilisent les compétences des étudiants de leur école pour pouvoir répondre aux différents besoins des entreprises. N’ayant cessé de se développer tout au long de ces 50 dernières années, elles ont également joué un rôle de précurseur à l’internationale où d’autres regroupements similaires ont pu voir le jour. Alors qu’en 1992 ce mouvement sortait de l’hexagone avec la création d’une Confédération Européenne, il continua néanmoins de se développer prenant 12 ans plus tard une tout autre tournure avec la mise en place d’une dimension internationale. Aujourd’hui, Junior Enterprises Global mêle plus d’une quarantaine de pays différents (tel que le Brésil, l’Espagne, l’Italie …) réunissant plus de 1200 structures à travers le globe.

En France : 25 000 étudiants engagé dans 1 seul et même mouvement …

Organigramme de la nouvelle équipe de la Confédération Nationale des Junior-Entreprises ©CNJE
Organigramme de la nouvelle équipe de la Confédération Nationale des Junior-Entreprises ©CNJE

Fortes de leurs expériences et de leurs diversités, les quelques 200 structures françaises sont aujourd’hui conseillées et suivies par une équipe de 25 étudiants (anciens Junior-Entrepreneurs) formant la Confédération Nationale des Junior-Entreprises (communément appelée CNJE). Tout au long de leur mandat (allant du 1er juillet au 30 juin de l’année suivante), ces derniers sont en charge d’accompagner le mouvement et les différentes structures dans leur recherche de succès et de réussites. Répartis selon 8 pôles distincts, tels que : l’audit (chaque association se faisant auditer annuellement), la formation (suivant de la pérennité des connaissances) ou encore l’événementiel (s’occupant de créer une cohésion dans le mouvement) … c’est aussi là tout une organisation qui est renouvelée chaque année lors de la traditionnelle Assemblée Générale des Présidents de Juin. Ce mouvement tirant sa force dans son unité, c’est ensemble qu’en 2019, nous avons pu répondre aux besoins de plus de 3 000 entreprises générant par la même occasion un chiffre d’affaires global de plus de 9,1 millions d’euros.

Ce mouvement étant également connu et reconnu pour les compétences qu’il permet aux étudiants d’acquérir, il en va de soi que chaque structure se doit de respecter les différents critères de cette norme. Suivant un processus de sélection bien particulier, chaque Junior-Entreprise est ainsi soumise (chaque année) à un audit permettant de préserver sa marque, sous peine de se la voir retirer. Elles sont aujourd’hui selon 3 différentes grandes étapes :

58%

Junior-Entreprises

17%

Junior-Initiatives

25%

Junior-Creations

à la recherche d’un objectif commun : une montée en compétences

Le mouvement des Junior-Entreprises ayant vue le jour afin de permettre aux étudiants de monter en compétences, ces derniers ont à la fois l’opportunité de les mettre en pratique mais également d’en acquérir de nouvelles. Au sein de ce mouvement, nous pouvons ainsi distinguer deux profils d’étudiants bien différents :

  • Les consultants (environ 86% des étudiants) qui se chargent de réaliser les missions confiées par les entreprises contre rémunération pour leur travail.
  • Les administrateurs (environ 14% des étudiants), qui se chargent de piloter et suivre bénévolement leurs structures comme des jeunes entrepreneurs, peuvent suivre leur entreprise.

Bien que leurs activités restent différentes, ces derniers ont tous deux la possibilité de profiter des outils mis à disposition pour le mouvement, tel que : le réseau des Junior-Entrepreneurs, les différentes formations des partenaires du mouvement ou encore la participation aux différents rassemblements

Image montrant la journée d'audit entre JEPS et CNJE - Junior-Entreprises
Journée d'audit entre Junior ESATACA Paris-Saclay et les auditeurs de la CNJE

Étant également de formidables laboratoires d’innovation et de prise de risques, les différentes membres administrateurs (changeant traditionnellement chaque année) peuvent néanmoins sur deux communautés interne à ce mouvement :

  • La communauté des Auditeurs-Conseil : Junior-Entrepreneurs expérimentés, il s’agit là de celles et ceux allant contrôler et conseiller le fonctionnement de chaque structure sur leur gestion en interne (tel que sur la stratégie, la gestion de la trésorerie ou encore leur activité commerciale).
  • La communauté des Formateurs : Junior-Entrepreneurs spécialisés dans un ou plusieurs domaines d’expertise, ces derniers se chargent de répondre aux besoins précis des Junior-Entreprises du mouvement afin de les former (en cas de lacunes) et leur apporter de nouvelles solutions à leur problème.

Toutes les structures du mouvement étant ainsi en constante recherche d’amélioration, chacune d’entre elles a également la possibilité de mettre en avant l’originalité de son fonctionnement aux travers de 11 prix discernés lors des congrès annuels. Reconnaissant la meilleure Junior-Entreprise dans ce secteur, cette dernière devient un véritable modèle poussant les autres structures dans leur développement.

Auteur : Olivier Marcilhacy, Président de Junior ESTACA Paris Saclay.

Forte de ses 37 années d’existence, Junior ESTACA Paris-Saclay s’impose aujourd’hui comme l’une des Junior-Entreprise dans le secteur de l’ingénierie des transports. Gardant son image d’excellence dans ce premier mouvement des Junior-Entreprises, c’est également avec fierté que nous obtenons depuis plus de 5 années, la meilleure sanction d’audit possible. Avec plus de 1500 élèves ingénieurs mobilisable prêt à répondre aux besoins du monde de demain, pourquoi pas vous ?

Formula E DS et Techeetah Automobile

Les nouvelles énergies dans le sport automobile

Depuis l’apparition des premières voitures celles-ci ont connu différentes sources d’énergie comme alimentation. En 1984 on retrouvait sur la ligne de départ de la première course de sport automobile des véhicules propulsés par de l’électricité, de l’essence, des gaz ou encore des forces électromotrices à injonction liquide. Les avancées technologiques qui ont suivi ont privilégié les moteurs thermiques (essence, diesel) qui alliaient performances, coûts raisonnables et qualité générale dans leur utilisation.

Mais aujourd’hui les enjeux climatiques sont tels que de nombreux secteurs entament des transitions sans précédent au niveau écologique ou encore technologique et l’automobile n’y échappe pas. Les constructeurs développent de plus en plus des véhicules grand public plus propre en utilisant des alternatives aux énergies fossiles traditionnelles.

Mais si cette tendance semble s’intensifier pour les véhicules de séries, qu’en est-il pour le sport automobile ?

1. Le sport automobile, un banc d’essai des technologies automobiles

Depuis toujours les constructeurs utilisent le sport automobile comme vecteur de communication pour vendre des voitures à destination du grand public. En effet ces voitures de courses embarquent en avant-première des technologies destinées à être implémentées dans tous les véhicules de la marque. Par exemple si vous achetiez une Alfa Roméo Giulia en 1962 vous achetiez une part du succès d’une voiture victorieuse en course automobile et par conséquent une automobile ayant fait ses preuves en matière d’efficacité, de performance ou encore de fiabilité.

Aujourd’hui les différences entre voiture de série et prototypes de course sont beaucoup plus importantes mais malgré tout, les constructeurs continuent de tester leurs avancées technologiques en compétition avant de les implémenter sur les chaines de production.  Mais est-ce que cela se confirme en matière de motorisation ?

Dessin de Federico De Muro - Alfa Romeo Giulia 1962
Dessin de Federico De Muro - Alfa Romeo Giulia 1962

2. Des compétitions spécialisées

Aujourd’hui nous pouvons voir de plus en plus de compétitions apparaître se focalisant sur les alternatives à l’essence comme le trophée Andros électrique pour le rallye ou le championnat de Formule E. Dans ces deux compétitions, on retrouve uniquement des véhicules propulsés par des moteurs 100% électriques qui commencent de plus en plus à rivaliser avec des performances de leur cousines thermiques. On peut aussi citer la coupe des énergies alternatives organisée par la Fédération Internationale de l’Automobile (FIA) qui regroupe en plusieurs catégories des véhicules propulsés par l’énergie solaire, l’électricité ou encore des moteurs hybrides. Ces compétitions prennent de plus en plus d’importance dans le paysage du sport automobile. En effet les constructeurs cherchent de plus en plus à se développer et surtout se démarquer sur le segment des énergies alternatives mais ne prennent pas, pour le moment, le risque de privilégier ces technologies sur les compétitions principales comme la Formule 1, les courses d’endurance comme les 24h du Mans etc.

Cela est compréhensible à cause de certaines limitations technologiques toujours présentes malgré de grandes avancées réalisées ces dernières années. En effet, pour le moment les formules E sont limitées à 200 kW (268 chevaux) là où les F1 traditionnelles atteignent les 750 chevaux. On remarque aussi une différence à la balance, les FE sont plus lourdes de 200 à 300 kg que leurs homologues thermiques dû notamment à un système électrique nécessaire mais fatalement plus dense (350 kg de batterie environ). Enfin cette limitation de puissance se retrouve dans les performances de courses avec des Vmax de 225 km/h en Formule E contre plus de 340 km/h pour certaines F1.

Image montrant la nouvelle voiture électrique du sport automobile : VW ID_R
Volkswagen ID.R
Nouvelle Porsche Taycan, la voiture du sport automobile électrique
Porsche Taycan
Image du trophée de sport automobile électrique : le trophée Andros
Trophée Andros

3. Une évolution durable et en profondeur

Même si pour le moment la plupart des constructeurs restent sur des motorisations thermiques, cela ne les empêche pas de commencer une transition pas à pas. Par exemple aujourd’hui, l’hybridation des véhicules est de rigueur pour espérer rester performant en compétitions d’endurance ou encore en Formule 1.

Mais la tendance risque de s’accélérer de plus en plus avec des événements comme lorsque Tesla remporte le Rallye des 3 jours, la première victoire d’un véhicule 100% électrique dans une compétition reconnue par la FIA avec son roadster. Ou encore plus récemment avec la sortie de la Porsche Taycan qui souligne encore une fois au grand public que les voitures électriques commencent à être plus performantes que les traditionnels moteurs thermiques. De plus, Volkswagen à prit le pari de partir désormais sur une écurie 100% électrique avec comme enseigne de sa nouvelle gamme : la ID.R, une super sportive  qui commence à faire ses preuves ou sur des circuits traditionnels en battant par exemple le record du Nürburgring ou même en s’imposant  de 16 secondes plus rapidement sur la Pikes Peak Internationnal Hill Climb où le précédent record était tenu par Sébastien Loeb. Cette voiture supersonique ce veut la pionnière du futur sport automobile orienté vers les énergies durables tout en promouvant la futur gamme électrique Volkswagen.

4. Que des avantages ?

L’ère du sport automobile électrique ou des nouvelles sources écologiques se profile de plus en plus à l’horizon, mais est-ce un tableau dépourvu de défauts ?

En effet malgré une tendance plus écologique les véhicules performants actuels utilisent des batteries dont la production est à l’origine de beaucoup de pollution mais aussi la plupart de l’électricité produite dépend de ressources fossiles alourdissant encore un peu plus le bilan carbone de ces véhicules. Il en va de même pour l’hydrogène qui est produit à partir de pétrole et dont la sécurité des réservoirs de certains constructeurs reste douteuse.

Image d'une safety car sur circuit de F1

De plus la course automobile comme tout autre sport reste un spectacle et celui-ci doit sa popularité à de nombreux éléments qui pour certains pourrait disparaître avec l’arrivée des nouvelles énergies. Le bruit d’un moteur thermique annonce la puissance d’une voiture lancée à toute allure faisant prendre des risques considérables au pilote. Il symbolise le danger du sport automobile mais aussi il est parfois reconnaissable pour certaines marques comme Jaguar qui s’en sert comme argument de vente. Avec les moteurs électriques, il disparaîtrait au profit de celui d’un moteur électrique plus doux et linéaire.

Enfin le public du sport automobile est composé d’une grande part de « puriste » qui mettent les nouvelles énergies au rang d’hérésie automobile et qui se désintéresserai donc à l’arrivée des nouveaux moteurs. En partant dans les extrêmes cette transition du sport auto annoncerai aussi sa mort pour laisser place à quelque chose de différent.

Junior ESTACA Paris-Saclay vous propose dès à présent de commencer ensemble votre transition écologique. Apprenez en plus sur notre passion de l’automobile ou en consultant nos offres de prestation

Auteur : Nicolas Dubois, Responsable Projets chez Junior ESTACA Paris-Saclay

Compétences

What is Leadership ?

It has been said that without leadership, all other business elements lie dormant. Strong leaders can help an organization to maximize productivity and achieve business goals, whereas weak leadership can hurt productivity and put the health of the business in jeopardy. Leadership is not one blanket characteristic that cures all ills, however, there are many different elements that must be present for an organization’s leadership to be considered adequate.

Leadership stems from the capacity of a person to have a social influence over people. It is different from having authority or power involving constraint and the use of social force. Then, leadership requires others through whom you can use this influence in order to act and reach a goal. Thus, leadership includes a goal to achieve, a direction to follow as a team. The first priority of leadership is to engage the right people, at the right times, to the right degree in creative work. That engagement starts when the leader recasts the role of employees. Rather than simply roll up their sleeves and execute top-down strategy, employees must contribute to imagination. Finally, leadership does not require innate specific personality traits or attributes. There are many paths you can follow to have an effective leadership.

For example, there is the use of feedback, which is constructive criticism that must lead to a global positive motivation to get better for the benefit of all and create a virtuous circle. Assuming leadership within a team requires to focus on the importance of communication among coworkers. The leader should have an emotional intelligence, which is the ability that makes leaders put themselves in the place of others, understand their concerns and solve problems. Leaders know the secrets of their businesses and therefore can empathize with customers and members of their teams: that empathy gets to inspire and establish links that will ultimately lead to success. The most important thing here is to listen in order to know the needs of the people, and then provide the necessary time and resources for them to do their job properly. A leader should encourage and enable collaboration and open the organization to diverse perspectives. Even within the mind of an individual, diversity enhances creativity and innovation, like with people of different disciplines, backgrounds, and areas of expertise sharing their ways of thinking. Sometimes the complexity of a problem demands diversity; for example, it may take a team of mathematicians, medical doctors, neuroscientists, and computer scientists.

On the picture, we can show 8 points to characterize leadership

Regarding myself, apart from my academic working life, I have never ceased to be attracted by both sports and arts. I have been practising a lot to reach my current level, especially in drawing (7 years of practise), boxing and swimming. This has made me a competitor, who loves stimulating challenges. Thanks to competition I took part in such as car races, or football championships, I have come to develop some leadership abilities. As a football team captain for example, I had to behave like a model with a sporty attitude on the football field, like someone constantly trying to give the best of myself. I had to follow the coach’s instructions, motivate my teammates in the hard times, promote a good understanding among team members and calm tensions and finally spread a good competitive spirit based on fair-play. This was difficult because nobody shared the same perspectives, mindsets and behaviors. A leader has to guide its team, ensure that everyone works in support of collective action and takes and assumes responsibilities by taking risks.

Thus, leadership requires traits that extend beyond management duties. To be effective, a leader certainly has to manage the resources at their disposal. But leadership also involves communicating, inspiring and supervising. Leadership and management are not synonymous. You have 15 people in your downline and P&L responsibility? Good for you, hopefully you are a good manager. Good management is needed. Managers need to plan, measure, monitor, coordinate, solve, hire, fire, and so many other things. Typically, managers manage things. Leaders lead people.

To sump up, a good leader :

This picture shows a CEO which think

No matter what type of leader they are, they need to be open and honest while communicating with a variety of people and groups.

Businesses should be ran by leaders who understand what it takes to inspire people to implement the strategy and plans. These leaders will help your company build and maintain success well into the future.

Autor : Nicolas Bachelet, Business Manager in Junior ESTACA Paris-Saclay

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