Présentation

Lors de l’étude de faisabilité, un concept mécanique est construit autour du chemin optique. A ce stade de la conception, les grandes lignes sont tracées, à savoir le positionnement des composants optiques ainsi que la structure porteuse. Il est dès lors possible d’estimer l’enveloppe externe et la masse de l’instrument. Le concepteur dispose d’un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO Catia V5) lui permettant également d’effectuer des calculs mécaniques et thermiques de pré-dimensionnement.

Dans le cas particulier d’un projet spatial, différents modèles seront élaborés durant les différentes phases du projet. Ces modèles sont des maquettes plus ou moins détaillées permettant de valider les différentes options retenues, que se soit du concept mécanique, du choix des matériaux, de la tenue mécanique.
Le plus simple de ces modèles est le modèle mécano-thermique dénommé MT, qui n’est représentatif qu’en termes de centre de gravité, d’inertie et caractéristique thermique. Le MT permet, à coût et délai réduits, de s’assurer de la compatibilité mécanique et thermique du dernier modèle, le modèle de vol appelé MV.
D’autres modèles intermédiaires permettront de contrôler les fonctionnalités et la tenue à l’environnement extérieur (température, vibration, durée de vie, tenue aux radiations …). Ces modèles intermédiaires sont les modèles d’intégration et de qualification, aussi appelés MIQ.
Un MIQ suffisamment proche du MV, pourra être reconfiguré en modèle de rechange, ou MR.

La phase de conception proprement dite nécessite des connaissances technologiques permettant le choix adéquat des matériaux, l’étude détaillée des mécanismes, l’approche du comportement mécanique et thermique de l’instrument. Des logiciels dédiés au calcul de structure par la méthode des éléments finis, tels que Nastran, permettent de simuler le comportement de structures soumises à différentes sollicitations. Des simulations en statique linéaire ou non linéaire, dynamique, réponse aux chocs, thermique conductive et/ou radiative sont souvent des étapes indispensables avant approbation d’un concept.

La réalisation des différentes pièces constituant l’instrument se fait sur des machines outils conventionnelles ou à commande numérique. La sous-traitance peut être sollicitée pour des usinages particuliers, comme par exemple la découpe par électroérosion. Tous les constituants d’un instrument possèdent une fiche suiveuse qui est éditée dès lors que ces constituants sont usinés. Sur ces fiches figurent l’ensemble des opérations réalisées, depuis l’obtention du brut jusqu’à la livraison, permettant ainsi une traçabilité élémentaire. Les pièces les plus précises sont contrôlées par des machines à mesurer tridimensionnelle (MMT) opérant dans une enceinte propre thermostatée.

Les mécaniciens sont également sollicités pour les phases d’assemblage, d’intégration et tests (AIT) pour lesquelles ils sont les mieux préparés.
Les activités d’intégration d’un instrument font partie des tâches essentielles dont dépendent le succès des tests d’environnement instrumentaux et la réussite d’une mission.

L’utilisation du logiciel NX™ Nastran, interface souple et rationalisée basée sur les technologies les plus récente, permet la poursuite et le renforcement de l’intégration avec les solveurs structuraux et thermiques les plus utilisés en simulation.
Pour l’usinage Commande Numérique l’utilisation de divers logiciel de FAO (CATIA, Esprit) permet une grande capacité de mise en oeuvre.
Pour la Mesure Tridimensionnelle les logiciels Calypso et PowerInspect permettent non seulement un contrôle 3D des conformités de pièces mais aussi un retro-engineering indispensable aux AITs.

Projet d’un spectro-imageur de nouvelle génération sur le TNG (Telescopio Nazionale Galileo). Cet instrument à spectroscopie multi-objets (MOS) basé sur un micro miroir numérique (DMD) 2048 x 1080, et à monter sur le TNG, est appelé BATMAN. Un instrument à deux bras, conçu pour fournir une imagerie parallèle à capacités spectroscopiques. BATMAN sera monté sur la plate-forme Nasmyth du TNG puis tournera pendant l’observation.

Le service mécanique assure l’encadrement de stagiaires tout au long de l’année, du niveau bac+2 jusqu’aux écoles d’ingénieurs. Des interventions sont dispensées à l’Ecole Centrale de Marseille et en Master IOL, les sujets portent sur : les télescopes, le développement d’un instrument spatial, les bases du calculs de structure, l’introduction aux calculs de chocs, le contrôle thermique des engins spatiaux.