À quoi sert une station d’étalonnage ? Nous avons visité celle de l’Institut d’Astrophysique Spatiale

Blouse, charlotte et chaussons : pour entrer dans la salle blanche de l’Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS), voici le look que nous devons adopter. Le 14 novembre 2018, ce centre installé à Orsay nous a ouvert les portes de sa station d’étalonnage, où des instruments divers subissent une série de tests avant de décoller vers l’espace.

C’est ici que plusieurs appareils de célèbres missions ont été évalués avant leur grand voyage, comme nous l’explique Marc Ollivier, le directeur de l’IAS, l’établissement travaille sur la grande majorité des missions astrophysiques de l’Agence spatiale européenne (ESA). L’instrument HFI, utilisé lors de la mission Planck qui devait aider à reconstituer l’histoire de l’univers est passé par l’IAS. Sa station d’étalonnage a aussi accueilli l’instrument qui a immortalisé une photo panoramique sur la comète explorée par la sonde Rosetta.

Que se passe-t-il exactement dans une station d’étalonnage ? Celle-ci « simule les environnements dans lesquels les instruments vont être opérés lors de leur mission spatiale », nous explique le directeur de l’IAS avant notre visite.

L'un des simulateurs de la station d'étalonnage.

Source : Louise Audry pour Numerama

Des cuves pour simuler l’espace

Une fois à l’intérieur, nous sommes guidés dans la pièce par Jérémie Hansotte, l’un des assistants ingénieurs qui travaille dans la station. Son travail consiste à vérifier que les tests se passent comme prévu, dans des cuves aussi appelées simulateurs spatiaux. De tailles différentes (un humain peut entrer dans la plus grande), elles sont au nombre de 6 et leur nom s’inspire directement du système solaire.

• Les cuves Jupiter et Mercure permettent de réaliser les étalonnages,
• Les cuves Mercure et Uranus servent aux cyclages thermiques,
• Le simulateur Sun (soleil) réalise un étuvage sous vide,
• Et la cuve Venus reproduit le vide thermique, sert aux tests fonctionnels et à la durée de vie des instruments.

10 milliards de fois moins que la pression atmosphérique

Les ingénieurs s’attachent à recréer le vide ou les conditions de température que les instruments vont devoir affronter une fois embarqués dans l’espace. « Nous faisons le vide dans ces cylindres, avec des pompes pour enlever l’air et descendre à des pressions très basses, soit 10 milliards de fois moins que la pression atmosphérique. Nous avons aussi des moyens de chauffage et de refroidissement qui servent à recréer des environnements de température », détaille Jérémie Hansotte.

Les pompes permettent de créer le vide à l'intérieur des cuves.

Source : Louise Audry pour Numerama

3 tests incontournables

Le spécialiste nous explique que chacune des cuves renferme des échangeurs. Ce sont grâce à eux que les ingénieurs peuvent réaliser la régulation des instruments. « L’instrument est vissé dessus, nous explique Jérémie Hansotte en nous présentant l’un de ces appareils. Avec un tuyau qui fait circuler de l’azote liquide et des résistances qui chauffent, on obtient la température voulue pour tester l’instrument. »

Après ces tests, l'instrument est prêt pour l'espace.

Source : Louise Audry pour Numerama

Lors de son parcours dans la station d’étalonnage, un instrument doit montrer sa résistance à 3 types de tests :

• des vibrations (imitant le décollage d’une fusée),
• des cyclages thermiques,
• et enfin l’étalonnage.

« Lors de ces différents tests, il n’est pas rare que les instruments cassent », admet Jérémie en souriant. Certains d’entres eux ont une version dédiée aux tests pour palier ce problème.

Pour comprendre ce qu'est l'étalonnage, regardez à travers ce téléphone.

Source : Louise Audry pour Numerama

En quoi consiste l’étalonnage ?

Ce n’est pas un hasard si la station d’étalonnage porte ce nom : la troisième étape est l’une des plus importantes car c’est à cette occasion que l’on vérifie si l’instrument saura prendre des mesures correctes pendant sa mission. Pour nous expliquer l’étalonnage, Jérémie Hansotte tend son téléphone devant nous. « Quand on regarde à travers l’appareil photo sur un téléphone, les couleurs que l’on voit sur l’écran ne sont pas les mêmes que celles que l’œil perçoit. L’étalonnage, c’est un peu ça », explique-t-il.

Les scientifiques utilisent une « lumière de référence » pour observer comment l’instrument l’analyse. Tout l’enjeu est alors de corriger l’outil pour qu’il ne donne plus une réponse déformée par rapport à la réalité. C’est une manière de s’assurer que les mesures qu’il va prendre lors de sa mission seront fiables.

Ce n’est qu’une fois que l’instrument a prouvé sa résistante aux vibrations, aux températures et sa capacité à mesurer précisément qu’il peut espérer quitter la station d’étalonnage de l’IAS pour de nouvelles aventures spatiales.