Concours International Scientifique: Le 3ème prix pour une jeune luxembourgeoise et son satellite miniature !

28.08.17

FJSL
École Européenne de Luxembourg
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Catarina Nunes, de l’European School Luxembourg I, a remporté le 3ème prix de sa catégorie au concours CASTIC de Chine grâce à son MiniSat ! Quel est-il ?

Après avoir remporté le 4ème prix au concours Jonk Fuerscher 2017, Catarina s’est envolé pour la Chine où elle a pu présenter son projet ambitieux et astucieux au Vice-Président de la République Populaire de Chine, M. Li Yuanchao. Un satellite à la fois beaucoup plus petit et moins onéreux que ceux sur le marché !

Un MiniSat, pourquoi ?

Cette jeune apprentie chercheuse nous explique son constat : « Tous les satellites peuvent varier de bien des manières, p.ex. poids, taille, l’orbite sur lequel ils sont envoyés mais, ils ont tous une chose en commun : leur coût extrêmement cher. » Le prix d’un satellite météorologique type serait effectivement d’environ « 290 millions de dollars sans compter les coûts de gestion et d’envoi en orbite » ! Du côté du poids, les minisatellites ou minisat – de la catégorie léger -  ont actuellement un poids de plusieurs …centaines de kilogrammes ! Un défi de taille donc pour Catarina Nunes qui  a mis au point un premier prototype de 5kg et 0.5 m3

Elle envisage envoyer son MiniSat dans la troposphère pour collecter des données diverses telles que la température, pression atmosphérique, humidité et lumière. Les données seront de suite analysées par un programme informatique. 

Quelle technologie pour le réaliser ?

Normalement, un satellite est composé de deux modules: un module de service et un module de communication. Le module de service contient différent systèmes structurels et systèmes de contrôle (p.ex. température, altitude,...) ainsi que l'unité de traitement des données et un système d'alimentation. Le module de communication est en charge de recevoir des commandes de la Terre. 
 
Pour l'unité de traitement de données de son MiniSat, la  jeune lauréate s’est tournée vers une technologie de microcontrôleur moins onéreuse mais aussi et surtout, accessible de tous : les composants Arduino. Mais encore ? Cette marque délivre des circuits imprimés libres sur lesquels il est possible de brancher et contrôler de nombreux appareils ! La motivation et la démarche scientifique sont toutefois de rigueur pour exploiter pleinement ces composants et les rendre fonctionnels.

Le microcontrôleur, nommé Arduino Uno, permet de programmer le MiniSat en écrivant des lignes de codes.  Ces dernières allouent Catarina à donner en quelque sorte des consignes au prototype et d’instaurer une communication entre l’ordinateur, le microcontrôleur et les différents composants – p.ex. un capteur de températures et humidité.

Pour alimenter son satellite, Catarina a installé un simple batterie de 9V. Pour recevoir les données du satellite vers son ordinateur, elle compte utiliser soit un émetteur et un récepteur radio, soit simplement stocker les données dans une carte micro SD et la récupérer une fois que le MiniSat a atterri.

Un prix mais surtout un projet en constante évolution

Catarina Nunes a procédé à de nombreux tests pour s’assurer que son MiniSat collecte bien les données une fois en orbite, puisse supporter des températures et humidités différentes ou encore qu’il résiste aux pressions.  

La jeune lycéenne a, p.ex., mis à l’épreuve une formule mathématique et programmé la platine d’expérimentation en y branchant un capteur pour l’altitude. Le relevé du MiniSat montrait une différence de 20m par rapport à la valeur réelle. Catarina nous explique que ce petit décalage provient de la température ambiante - prise en compte dans les calculs - de sa chambre pendant l’expérience qui différait de celle de l’extérieur.

Actuellement, la jeune chercheuse dispose d’un MiniSat programmé, vérifié et donc presque fonctionnel ! Les prochaines étapes auxquelles Catarina Nunes travaille déjà sont de trouver par quels moyens l’envoyer en troposphère et le faire redescendre mais aussi, dans quel contenant -  caisse – protéger le circuit.

Avec déjà une première médaille de bronze en 2016 au concours néerlandais INESPO, Catarina n’en est pas à son premier coup d’essai et nul doute que sa détermination lui permettra d’avancer grandement sur son MiniSat !

Auteur : Catarina Nunes & FJSL - Fondation Jeunes Scientifiques Luxembourg
Editeurs : Constance Lausecker & Michèle Weber (FNR)
Photos : (C) FJSL - Fondation Jeunes Scientifiques Luxembourg. De gauche à droite : Carlo Hansen, Qian Cheng, de l’organisation du CASTIC, Luc Decker, Catarina Nunes, Simone Thill, membre de la Fondation

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Infobox

CASTIC - China Adolescents’ Science and Technology Innovation Contest

Le CASTIC est une compétition annuelle entre jeunes scientifiques chinois âgés de 13 à 18 ans. A l'initiative de l’Association Chinoise pour les Sciences et les Techniques (CAST), des Ministères de l'Education, des Sciences et Techniques ainsi que de la Protection de l'Environnement, de la Fondation Nationale pour les Sciences Naturelles et de l'ensemble des gouvernements provinciaux, il a pour but d'encourager l'esprit de créativité et les échanges scientifique entre élèves, en mettant l’accent sur l’inventivité et l’innovation. Chaque année, après une sélection faite dans chaque province, plus de 500 élèves chinois concourent à la finale nationale du CASTIC. Les lauréats nationaux d’une vingtaine d'autres pays sont invités à présenter leur projet et à partager leur expérience avec les élèves chinois. Par sa taille et son niveau d’exigence, il s’agit du concours de sciences le plus important sur tout le continent asiatique.

La Fondation Jeunes Scientifiques


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