« Croyez en vos rêves !
Il y a plein d’exemples de réussites dans la société.
Autant chez les hommes que chez les femmes »
« La NASA envoie ses grosses missions pour faire de la science et l’un des instruments les plus importants, sur la dizaine présents, c’est un instrument français. Ce qui signifie qu’il y a vraiment une importance porté par la NASA sur les partenariats étrangers et la France brille notamment là-dedans »
« L’Agence Spatiale Européenne(ESA) travaillait pour envoyer un atterrisseur dans cette région qui était déjà vu comme l’endroit où on allait probablement faire atterrir des humains sur la lune. Ce qui est toujours d’actualité avec Artémis car c’est un endroit un peu moins exposé que le reste de la lune aux radiations solaire »
« Aujourd’hui, on sait que statistiquement, il manque des personnes qui viennent des minorités et des filles dans le monde des ingénieurs, ce qui n’est pas du tout corrélé avec les compétences.
La project manager sur Ingenuity était Mimi Aung, qui est une femme qui a grandi au Laos. On est donc très loin du stéréotype de l’homme blanc ingénieur. parce qu’il y a tellement d’exemples de réussites de gens qui brisent cette réalité-là. »
– Les français ont des talents inestimables ✨ –
L’interview d’exception avec le Docteur Jeff Delaune, Docteur en robotique et ingénieur aérospatial et référent robotique au sein du Jet Propulsion Laboratory (NASA).
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Parcours
J’ai grandi à Rennes, en Bretagne, j’y ai vécu mes vingt premières années. Lorsque j’étais adolescent, malgré le fait qu’il y ait souvent de la pluie en Bretagne, à ce qu’on dit, j’ai développé un intérêt pour l’astronomie qui, au début, était très important : les étoiles, les galaxies, les nébuleuses, le Big Bang… L’origine de l’univers, c’est quelque chose qui m’attirait au point de vouloir faire un métier en lien avec ce domaine. Ensuite, quand je suis devenu étudiant, que j’ai eu la chance de faire quelques stages, c’est là que mon intérêt s’est porté plutôt sur l’astronomie pure qu’on appelle fondamentale, une discipline avec des concepts qui peuvent être très théoriques pour arriver à comprendre l’origine de l’univers. Je me suis dit que j’aimerais plutôt réaliser, construire des choses qui s’approchent des étoiles. Finalement, je me suis investi dans un master en ingénierie spatiale à l’université de Cranfield (Angleterre) avec l’obtention d’un doctorat en robotique à Isae-Supaero.
Le sujet de thèse
C’était « Navigation visuelle pour l’atterrissage planétaire de précision indépendante du relief ». Dit autrement, la navigation visuelle pour l’atterrissage au pôle sud de la Lune. À l’époque, au début des années 2010, l’Agence Spatiale Européenne travaillait pour envoyer un atterrisseur dans cette région, qui était déjà vue comme l’endroit où on allait probablement faire atterrir des humains sur la Lune. Ce qui est toujours d’actualité avec le programme Artémis, car c’est un endroit un peu moins exposé que le reste de la Lune aux radiations solaires, sur lequel il y a potentiellement des ressources et de l’eau. Il s’agit d’un endroit qui est intéressant pour plusieurs raisons, ce qui correspondait à l’intérêt général de l’industrie de l’Agence Spatiale Européenne, d’Airbus et de l’ONERA qui me sponsorisait pour ce travail.
Présentation du JPL Robotics
La section robotique est un groupe d’environ 150 personnes dans le JPL, qui comprend entre 5 000 et 6 000 personnes. Cela peut paraître un peu surprenant de dire qu’il y a une section robotique au sein du JPL, qui est déjà très connu pour la robotique. On peut la considérer comme une sorte de mini JPL dans le JPL. C’est une section où on peut travailler sur une partie, un concept d’un robot ou sur la totalité d’une mission. Elle est aussi composée d’autres sections, de groupes qui vont se consacrer au développement de batteries, aux aspects mécaniques, etc. C’est dans la section Robotique du Jet Propulsion Laboratory que le concept d’Ingenuity a été inventé avant que ça devienne la grande mission que vous connaissez aujourd’hui. Dans ce lieu technologique, il y a aussi un groupe qui peut aller de l’invention d’une mission en partant d’une feuille blanche jusqu’à pousser l’idée jusqu’à sa concrétisation et qui, peut-être trois à quatre ans plus tard, impliquera la moitié du JPL, plusieurs milliers de personnes, sur des missions comme Mars 2020 par exemple, où 3 000 personnes travaillent dessus.
Deux grands projets
Pour moi, le projet phare a été Ingenuity, l’hélicoptère martien. C’est la première mission spatiale à laquelle j’ai participé lorsqu’il y avait un besoin spécifique dans mon domaine, parce qu’il n’y a pas de GPS sur Mars. Cela veut dire que j’utilise des caméras pour faire du GPS visuel. J’avais la chance d’être au bon endroit et au bon moment parce que j’avais développé durant ma thèse des compétences dans ce domaine-là, ce qui a été la clé pour y accéder. Mais ce qui était génial, c’est que c’était une mission qu’on appelait de démonstration technologique. En effet, la plupart des missions de vol de la NASA sont des missions qui, effectivement, sont envoyées dans l’espace, des missions qui emmènent de la science ou qui emmènent des humains. Lorsqu’on arrive à ce niveau-là, c’est souvent plusieurs années de recherche, parfois quelques décennies. Cela veut dire qu’il y a beaucoup de rigueur, parce que la dernière chose qu’on veut, c’est que les scientifiques travaillent pendant 10-20 ans sur un instrument technologique et qu’on fasse une erreur toute bête sur la plateforme, sur le robot qui se crashe à l’arrivée. Ce serait une perte d’argent et surtout une perte de temps monumentale, et souvent, c’est ça qui peut introduire un peu de lenteur dans les missions. C’est le fait que ça prend tellement de temps d’évaluer des instruments, et parfois aussi tellement d’argent que, du coup, il faut ensuite que la rigueur technique, et donc le temps passé pour le développement et les tests, suivent. Mais pour Ingenuity, c’était un peu différent, parce qu’il n’y avait pas d’instrument scientifique à bord. C’était un précurseur, afin de montrer que le JPL montre que c’est possible de faire voler un hélicoptère sur Mars, malgré le fait qu’il y ait juste 1 % de la densité de l’atmosphère terrestre. A priori, cela voudrait dire que ce n’est pas l’endroit idéal pour faire voler des objets, et encore moins des hélicoptères qui peuvent voler à faible vitesse. Mais d’une certaine manière, il y avait un pari qui avait été démarré par Charles Elachi (que vous avez interviewé), mais également par Bob Balaram.
Quelques scientifiques permanents hors pair du Jet Propulsion Laboratory (JPL), 3 français avec Jeff Delaune, qui ont travaillé sur le rover Perseverance et Ingenuity : Nacer Chahat et Gregory Dubos:
Dr Grégory Dubos,ingénieur système. – FrançaisDr Nacer Chahat , référent télécommunication JPL(NASA). FrançaisFarah Alibay, ingénieure en aérospatiale canadienne -Association Odyssée Céleste
Pour le deuxième projet, c’est l’aspect lunaire, sur lequel j’avais travaillé pendant trois ans durant ma thèse, qui me fascinait beaucoup plus que la planète Mars. Lorsque j’ai vraiment découvert Mars au Jet Propulsion Laboratory, j’étais plus fasciné par la Lune, qui est fascinante, comme vous l’avez très justement dit. Je trouvais que la Lune était l’objet céleste le plus beau à voir au télescope, donc j’ai aussi passé des heures à observer les cratères, et ça m’avait un peu plus marqué que la planète Mars en tant qu’astronome amateur. Après, il se trouve qu’au JPL, c’est Mars qui m’a le plus fasciné et a démarré après Ingenuity. Il y a une deuxième mission sur laquelle j’ai travaillé, ça a été les rovers CADRE, qui sont prévus pour octobre 2025. Ce seront trois rovers de la taille d’une boîte à chaussures, donc beaucoup plus petits que les rovers habituels comme Persévérance. Le pari du projet CADRE, c’est de dire qu’avec plusieurs petits rovers, on peut atteindre le même type de résultat scientifique et parfois même prendre plus de risques qu’avec un seul gros rover. En effet, si on a trois rovers, on peut se permettre d’en perdre un, car si on prend trop de risques, il y en restera toujours deux derrière. Alors que l’une des grosses limitations des gros rovers martiens actuels, c’est que si on prend un peu trop de risques et qu’on se trompe, ça peut potentiellement être la fin de la mission.
Dans ces projets quels ont été les liens avec la France(CNES) et l’Europe(ESA) ?
Je dirais à deux niveaux. Le premier c’est un niveau scientifique et de politique spatiale, dans le sens où le CNES a contribué à la réalisation des caméras, Chemcam et Supercam, qui sont les principaux instruments du rover Perseverance. La NASA envoie ses grosses missions pour faire de la science, et l’un des instruments les plus importants, sur la dizaine qui sont présents, c’est un instrument français. Ce qui signifie qu’il y a vraiment une importance portée par la NASA sur les contributions de partenariats étrangers, et la France brille notamment là-dedans. La deuxième contribution, celle qui correspond le plus à mon échelle, car je ne suis pas décisionnaire des instruments, ça a été « ? ».
Il y a des Français qui ont travaillé sur cette mission. J’en fais partie, mais d’autres, comme le Dr Nacer Chahat, était aussi présents sur Ingenuity. Il y a des personnes comme Olivier Toupet qui ont développé le système de navigation du rover, dont un nombre important d’ingénieurs français qui travaillent aussi sur ces missions, et je crois que le JPL est un peu unique pour ça.
C’était dans une dynamique démarrée par Charles Elachi, ça a été un des premiers centres à vraiment faciliter l’accès aux personnes étrangères à la NASA.
Le JPL a un peu démarré ces dynamiques en disant « Ok, ce qui est important c’est que la mission se lance, donc on veut avoir accès aux meilleurs talents mondiaux, peu importe s’ils viennent de France, des États-Unis, du Canada ou d’ailleurs ». C’est un peu les deux dimensions qui me viennent à l’esprit sur la contribution de la France.
Halim Bennadja : On peut citer notamment Maurice Sylvestre, de Toulouse, qui a été un des acteurs et scientifiques de premier plan à avoir favorisé la mise en place des caméras Chemcam et Supercam.
Comment se déplace l’hélicoptère à la surface de Mars ?
On se souvient du premier vol d’Ingenuity, le lundi 19 avril 2021, qui a été incontestablement un grand moment historique et technologique. Réussir à le faire voler et le piloter sur une autre planète que la planète Mars, c’est juste grandiose !
Cela fait aussi écho à d’autres grands moments historiques de l’aéronautique, comme celui d’Abbas ibn Firnas (810-887), qui vivait en Europe, en Andalousie, aux alentours de l’an 800. Il a fait une expérience de vol en s’équipant de plumes d’oiseaux, il s’est élancé depuis un minaret à Cordoue. Son vol a duré entre 2 minutes à 10 minutes, selon les historiens. Nous avons également l’inventeur allemand Otto Lilienthal (1848-1896), qui a effectué entre 1891 et 1896 deux mille vols planés depuis une colline proche de Berlin, en Allemagne.
Enfin les frères Wright : Orville et Wilbur Wright, qui ont fait décoller un avion biplan à moteur en1902, aux États-Unis.
Les conditions de vol sur Mars : la densité atmosphérique est très faible, ce qui est un problème pour générer de la portance sur les ailes pour faire décoller n’importe quel objet. Malgré cela, il y a toujours une gravité relativement forte qui est inverse à la force qui va tirer vers le bas. Les conditions étaient tellement différentes, le rapport entre densité et gravité, de ce qui se passe sur Terre, qu’Ingenuity était plus qu’un nouveau drone fait pour aller sur Mars. La meilleure preuve qui illustre cette réalité, c’est la lecture de toutes les publications de recherches qui ont été faites par le JPL, par NASA Ames Research Center, par des personnes comme Hàvard Fjoer Grip. On se rend rapidement compte du type d’études qu’ils ont faites. À l’image des frères Wright, il y avait des analyses en soufflerie pour comprendre comment le flux d’air se comportait à la surface de l’aile (extrados, intrados, bord d’attaque, etc.). Est-ce qu’on allait avoir sur le rotor des conditions aérodynamiques propices à ce que le vol puisse être contrôlé ? Au début, ce n’était pas du tout évident. Il est à peu près clair qu’Ingenuity s’inscrit dans un contexte où il y a eu la révolution des drones sur Terre. En effet, à partir de 2010, beaucoup de personnes pouvaient avoir accès à un drone pour quelques centaines d’euros. Ils étaient relativement légers, avec des batteries lithium-ions. Il y a beaucoup de cette technologie qui a été appliquée à Ingenuity. Mais la première étape qui a été faite au JPL pour vérifier le concept, au début, c’était justement de mettre un drone fait par un hobbyst qui travaillait sur AeroVironment. Il était l’un des plus talentueux aux USA et on lui a demandé : « Est-ce que tu pourrais concevoir un drone avec les mêmes principes que ce qu’ils veulent sur Terre (radio commandé) ? On va te mettre derrière la fenêtre de la chambre à vide avec les conditions martiennes juste pour voir si c’est possible de le contrôler ». Durant les expériences qui ont suivi, on a pu remarquer qu’il arrivait effectivement à générer un peu de portance, mais l’appareil n’était pas du tout contrôlable. Cela, c’était vers 2013-2014. À l’époque, on avait une première preuve pour dire : « Ok, c’est possible de générer assez de portance », mais finalement, cet aspect-là pouvait être vérifié avec des équations de base de portance. Par contre, le fait de passer ensuite à pouvoir dire « Ok, je peux générer assez de force », et « Maintenant, on peut aussi contrôler et avoir un vol stable »… Le problème de ces hélicoptères, c’est que leur vol est de nature instable. Il faut donc un système de contrôle qui ait un pilote humain ou un système d’auto-pilote pour pouvoir justement gérer cette instabilité. Il y a eu des années de travail à la suite de ces premières expériences, avec une soufflerie sur mesure créée dans la chambre à vide du JPL. De même que les frères Wright ont inventé la première soufflerie, à l’époque, pour pouvoir faire des caractérisations scientifiques de la nature du vol, il fallait, en fait, essayer d’arriver à arrêter avec ces essais et erreurs, et plutôt avoir une approche plus scientifique et plus pragmatique du problème.
Une rencontre
La vie nous offre l’opportunité de faire plusieurs rencontres. La première rencontre clé a été celle d’Olivier Mousis, astrophysicien, qui, à l’époque, était étudiant et membre de la Société d’Astronomie de Rennes, le premier club où je me suis dirigé quand je me suis intéressé à l’astronomie. C’est une association à Rennes. Je ne viens pas d’une famille composée d’ingénieurs ou de cadres, je n’étais vraiment pas familier avec le monde scientifique, ce n’était pas naturel pour moi. Je savais que ce genre de métier d’astronome existait, mais ce n’était pas forcément clair de savoir comment y aller, ni de savoir si c’était vraiment accessible. Il a été la première personne dans mon entourage, qui en plus est devenu un ami. Sachant qu’il était déjà sur cette voie de l’astrophysique, Olivier m’a surtout encouragé, comme il a encouragé beaucoup d’autres, en me disant : « Non, non, enfin, tu es intéressé, tu es passionné, ça va être la clé pour développer des compétences, pour être doué, et c’est vraiment possible, quoi ! » Cela a vraiment été le premier facteur de se dire : « Ok, ce n’est peut-être pas forcément juste une passion à côté, mais ça peut devenir plus que ça. » Ensuite, il y a eu bien d’autres rencontres, notamment avec trois professeurs qui marquent plus que d’autres.
Les prochaines générations de drones
APL, pour Applied Physics Laboratory (« Laboratoire de Physique Appliquée »), est un laboratoire qui n’appartient pas à la NASA, mais qui possède beaucoup de similarités avec le JPL, dans le sens où le JPL fait partie de l’université de Caltech, APL faisant partie de John Hopkins University. Ils travaillent en général sur des projets un peu plus militaires, mais de temps à autres, ils arrivent aussi à avoir des missions pour la NASA. Actuellement, ils ont une mission qui est pour moi l’une des plus intéressantes que la NASA va développer dans les prochaines années. Elle va envoyer le drone Dragonfly sur un des satellites de Saturne, Titan. Ce satellite possède une atmosphère avec une densité relativement importante et une gravité pas trop forte. Cela simplifie, d’une façon non négligeable, le vol d’un drone par rapport à la planète Mars en général. L’une des spécificités de cette mission, c’est qu’ils s’appuient sur l’héritage d’Ingenuity, à la différence que là, c’est une véritable mission scientifique, car Ingenuity était une démonstration technologique. La mission Dragonfly s’appuie uniquement sur ce drone qui est un drone quadrirotor. Il va explorer la surface de Titan pour laquelle nos seules connaissances scientifiques s’appuient sur les données récoltées par la sonde Cassinni Huygens, qui avait été développée par l’Europe (2004), qui était rentrée et avait survécu quelques heures à la surface du satellite. Avec cette sonde, on avait juste réussi à faire « une percée » à un endroit et à une date précise, avec des images fabuleuses qui ont été renvoyées. Titan, c’est un monde qu’on appelle océanique. Cela veut dire qu’on pense qu’il y a un océan sous le sol de Titan.
Les programmes de stage du JPL et les contextes d’accessibilités
La France est le pays étranger le plus représenté dans les stages au JPL, on a vraiment un rôle important à jouer. Il y a beaucoup d’opportunités accessibles aux Français, et la qualité de l’enseignement et de la formation française est vraiment de haut niveau. Il faut le considérer comme un signe de reconnaissance. Il y a plusieurs programmes de stage. Il faut rappeler que le JPL est l’un des grands centres de la NASA, qui utilise l’argent du contribuable américain, ce qui implique que tous ces programmes de stage, sauf un, sont en général accessibles uniquement aux étudiants américains ou aux étrangers qui étudient dans une université américaine. Je vais me concentrer sur le programme de stage qui est accessible aux personnes étrangères, le programme accessible aux étudiants étrangers s’appelle JVSRP : the JPL Visiting Student Research Program. La plus grosse contrainte des étudiants volontaires c’est que malheureusement, depuis 2016, les stagiaires étrangers ne peuvent plus être payés par la NASA. La grosse information à retenir, c’est qu’il s’agit de stages non rémunérés dans la pratique. C’est une décision qui a été prise sur la base de l’argent du contribuable américain, qui devait être consacré uniquement aux étudiants américains. Ce qu’il faut savoir, c’est la raison pour laquelle ce programme de stage a toujours du succès : lorsque vous arrivez à décrocher un stage au JPL, en général, ça vous positionne relativement bien pour obtenir des bourses qui peuvent être accessibles en travaillant avec les professeurs de votre université. En pratique, on a une centaine d’étudiants français chaque année qui, du coup, arrivent à trouver ces financements. Ils viennent et ont un stage de 6 mois en général.
En dehors des écoles d’ingénieurs et des universités,
les associations scientifiques et techniques
vous semblent-elles être une nécessité au sein de notre société ?
Oui, c’est clairement indispensable dans le sens où c’est le seul moyen d’ouvrir des portes à des personnes qui ne grandissent pas forcément dans un milieu où les sciences et les techniques sont accessibles. Dans ma famille, je n’avais aucun ingénieur, aucune personne d’un profil technique, donc ce n’est pas forcément évident de s’insérer dans cette dynamique de culture scientifique. J’ai la chance, entre guillemets, d’être un garçon, je suis blanc… Aujourd’hui, on sait que,statistiquement, il manque des personnes qui viennent des minorités et des filles dans le monde d’ingénieurs, ce qui n’est pas du tout corrélé avec les compétences. La project manager sur Ingenuity était Mimi Aung, qui est une femme qui a grandi au Laos. On est donc très loin du stéréotype de l’homme blanc ingénieur. Il est clair que le monde d’ingénieurs a toujours des barrières qui ne sont pas du tout justifiées, parce qu’il y a tellement d’exemples de réussites de gens qui brisent cette réalité-là. Et je pense que les associations ont un rôle énorme à jouer, car c’est elles qui peuvent favoriser à vous relayer les modèles existants actuels comme moi Olivier Mousis l’avait été. Des personnes qui montrent vraiment que c’est possible !
Quelques profils de scientifiques et ingénieurs hors pairs✨
Article de :
- Mise en page web et propos recueillis par Halim BENNADJA, chef de projet à l’Association Odyssée Céleste
- Réponses de Jeff Delaune, Docteur en robotique et ingénieur aérospatial au Jet Propulsion Laboratory (NASA)
- Montage Vidéo/Podcast : Halim Bennadja
- Date de réalisation : Décembre 2024
- Copyright images: Association Odyssée Céleste/ wikipedia / NASA-JPL-Caltech/Imre Solt
Jeff Delaune
Docteur en robotique et ingénieur aérospatial au Jet Propulsion Laboratory (NASA)
