SMART SPACE - Technologie embarquée, la clé de voûte du spatial ?
Dispositif autonome et dédié à une tâche prédéfinie, le système embarqué est une technologie également présente dans le spatial et l’aéronautique. Selon certains experts, développer une industrie embarquée souveraine pourrait être un moteur d’innovation pour ce secteur. Alors, quel rôle joue-t-elle précisément et dans quelle mesure peut-elle devenir un atout pour le spatial en Europe ? Éclairage avec François Sillion, directeur technique et numérique du CNES et Edouard Lepape, directeur général de NanoXplore.
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00:00 Toujours dans Smart Space, on va parler d'électronique embarquée aujourd'hui avec nos invités.
00:09 Un dispositif autonome, ils sont plus nombreux sur Terre que les ordinateurs et cette technologie
00:13 est aussi présente évidemment dans le secteur spatial.
00:17 Une industrie d'électronique embarquée souveraine pourrait être à elle seule un
00:22 moteur d'innovation dans le secteur spatial.
00:24 C'est en tout cas le sujet qu'on va explorer aujourd'hui avec nos invités.
00:27 A ma droite, pour en parler, Edouard Lepape, directeur général de Nano Explore, pépite
00:32 française de l'électronique, du spatial et de l'aéronautique.
00:36 Bonjour.
00:37 Bonjour.
00:38 Bienvenue sur le plateau de Smart Space.
00:39 En face de vous, François Sillon, directeur technique et numérique du CNES.
00:43 Bonjour.
00:44 Bonjour.
00:45 Bienvenue sur le plateau de Smart Space.
00:46 Alors d'abord, on va commencer peut-être par le B.A.B.
00:48 Si vous le voulez bien, alors je sais qu'on a beaucoup d'ingénieurs qui nous regardent
00:52 évidemment, j'espère qu'ils nous le pardonneront, mais c'est important de replacer précisément
00:57 cette technologie.
00:58 De quoi on parle quand on parle de système embarqué et c'est quoi la fonction d'un
01:03 système embarqué ?
01:04 Un système embarqué, c'est tout simplement un système qui est, comment dire, séparé
01:11 du reste des infrastructures.
01:13 Donc par rapport à un ordinateur que vous pouvez avoir sur votre bureau et qui va être
01:16 connecté via Internet à des serveurs, à des services qui peuvent être lointains,
01:21 le principe du système embarqué, c'est qu'il est sur votre véhicule ou sur votre satellite
01:25 et il doit fonctionner tout seul.
01:27 Autonomie, c'est le mot clé du système embarqué ?
01:30 Autonomie, c'est une forme d'autonomie, c'est un petit peu différent de ce qu'on
01:34 dit quand on parle de système intelligent qui vont devoir prendre des décisions, mais
01:37 en tout cas, autonomie au sens où il doit avoir sa source d'énergie, il doit avoir
01:41 la capacité de réaliser les traitements, d'accéder à ces données, de stocker éventuellement
01:44 ces données, tout ça sans faire appel à une communication particulière.
01:47 Et alors chez Nano Explore, c'est ce que vous mettez au point ?
01:50 Alors effectivement, le système embarqué, c'est un mode très très large qui couvre
01:55 beaucoup de domaines applicatifs.
01:56 Dans le spatial, effectivement, il y a certains composants qui sont centraux dans tous ces
02:00 systèmes embarqués et qui sont le cœur applicatif.
02:02 Donc à partir de ces composants, l'équipement permet de faire la mission spatiale telle
02:07 que définie.
02:08 Et donc chez Nano Explore, on développe un des composants qui s'appelle des FPGA,
02:12 qui est une sorte de processeur qui est le cœur même de ces systèmes embarqués.
02:15 Donc extrêmement important d'un point de vue applicatif.
02:18 Évidemment.
02:19 Quand on parle de conducteur, semi-conducteur, c'est totalement lié à cette technologie
02:23 ou pas du tout ?
02:24 Non, en fait, le semi-conducteur, donc le composant, est le cœur du système embarqué.
02:29 C'est-à-dire qu'en fait, si vous prenez n'importe quel ordinateur, qui n'est pas
02:34 un système embarqué mais qui est représentatif, vous avez en fait le processeur Intel qui
02:38 derrière en fait est mis en œuvre par tout un tas de choses, dont les écrans, le clavier,
02:43 les composants périphériques, pour qu'à la fin, l'ordinateur fasse ce qu'il doit
02:45 faire.
02:46 Et donc ce composant central, c'est ce que chez Nano Explore, on développe, donc ces
02:50 semi-conducteurs qu'on appelle des processeurs ou des FPGA dans le monde du spatial.
02:53 Et quel rôle ont-ils dans le spatial ? On parle de toutes les applications, de toutes
02:57 les technologies spatiales ?
02:58 En fait, tout ce qui est réalisé à bord d'un système spatial va être contrôlé
03:01 d'une façon ou d'une autre par un système embarqué.
03:03 Mais ça ne date pas d'aujourd'hui, c'est-à-dire que déjà sur les missions Apollo, donc fin
03:07 des années 60, il y avait de l'électronique embarquée, alors qui était pour beaucoup
03:11 analogique.
03:12 Et puis il y avait déjà du numérique avec un certain nombre de logiciels de bord, alors
03:17 qui paraît être assez primitif, mais c'est remarquable ce qu'on a réussi à faire avec
03:20 des logiciels relativement simples.
03:21 Et donc toutes les fonctions qui vont être traitées à bord, ça peut aller de la gestion
03:27 thermique par exemple, de savoir s'il faut refroidir certaines parties d'un instrument,
03:30 la gestion de l'énergie, l'orientation des panneaux solaires, le pointage du satellite
03:34 pour qu'il reste orienté, la capture et le stockage d'informations, par exemple
03:39 pour un satellite qui fait de l'imagerie, les fonctionnalités de communication avec
03:43 le sol, parce qu'à un moment donné quand même en général on redescend de l'information.
03:46 Donc toutes ces fonctions-là sont maintenant traitées par des systèmes numériques et
03:51 donc reposent sur l'électronique et le logiciel embarqué à bord.
03:55 Il y a plus de contraintes quand il s'agit de mettre au point ces technologies pour le
03:59 secteur spatial ?
04:00 Tout à fait, en fait le monde du spatial est très particulier.
04:02 C'est un monde beaucoup plus hostile que le monde terrestre évidemment, et notamment
04:07 pour deux raisons.
04:08 Le premier c'est le niveau de radiation qui a dans le spatial un très gros impact
04:12 sur l'électronique.
04:13 Donc pour rendre un système embarqué fiable, ou en tout cas pour répondre aux besoins
04:17 de la mission, ça nécessite beaucoup plus de contraintes et de prise en compte initiale
04:21 du développement que sur un système terrestre.
04:23 Et le deuxième sujet c'est qu'évidemment il y a des très grosses variations thermiques
04:26 qu'on connaît tous dans le spatial, et donc ce qui impose aussi au niveau de l'équipement
04:30 des contraintes beaucoup plus fortes que la plupart des systèmes embarqués terrestres.
04:34 Oui, il y a la question je crois de la continuité de l'alimentation, si je ne dis pas de bêtise,
04:39 et donc ça c'est un moment crucial qui dépend beaucoup des variations et des chocs
04:44 que peut subir...
04:45 Si vous avez le problème dans le spatial, il y a énormément de contraintes, mais la
04:49 première c'est que vous n'avez pas de prise secteur, malheureusement vous ne pouvez pas
04:52 brancher votre système embarqué sur une prise, donc vous avez le problème d'alimentation,
04:57 vous avez le problème des radiations, donc évidemment vous devez avoir un système qui
05:01 résiste aux radiations, vous avez une problématique après effectivement de dissipation, vous
05:06 n'avez malheureusement pas de ventilateur dans le spatial pour dissiper les composants
05:09 qui consomment beaucoup, et ainsi de suite.
05:11 Donc l'ensemble de ça fait qu'effectivement vous avez des contraintes qui n'existent pas
05:14 sur Terre.
05:15 Donc un satellite est particulier, et pour autant un satellite aujourd'hui s'approche
05:19 un peu du même paradigme que les data centers par exemple en termes de besoin de calcul,
05:23 besoin de performance, besoin de processing de données.
05:26 Donc vous avez un monde qui a les mêmes besoins que sur Terre mais avec des conditions environnementales
05:31 qui sont beaucoup plus compliquées.
05:34 Et on oublie souvent, mais une autre condition qui est particulièrement difficile, c'est
05:38 que ces systèmes pour les mettre en orbite ou les envoyer autour d'autres planètes,
05:41 il faut les lancer, et au moment du lancement, en termes de vibrations, de chocs et d'environnement
05:47 mécanique, on soumet ces composants aussi à un environnement très hostile.
05:53 Donc il faut aussi que ça résiste à ça.
05:54 Il faut tenir le choc.
05:55 Et par ailleurs les radiations, on dit qu'il faut évidemment s'en protéger, mais on
05:58 ne peut pas se protéger de façon magique des radiations.
06:00 Donc en fait ce qui se passe c'est que les radiations vont accélérer le vieillissement
06:02 d'une certaine façon, ou la probabilité de panne sur ces composants.
06:07 Donc il faut d'une part, ça c'est ce que fait Nano Explore, faire un design de composants
06:11 qui soit par design plus résistant aux radiations.
06:15 Et une chose importante c'est que les satellites qu'on met en orbite, évidemment en général
06:18 on ne va pas les réparer.
06:19 Il y a eu une exception majeure qui était Hubble, mais ce n'était même pas de l'électronique,
06:22 c'était plus optique.
06:24 Et on a des satellites, pour les satellites Géo, qui vont durer peut-être 15 ou 18 ans.
06:30 Donc les contraintes qu'on a dans l'électronique terrestre, sur l'automobile ou autre par
06:33 exemple, où on met beaucoup d'électronique, en général une voiture ne va pas durer 18
06:39 ou 20 ans.
06:40 En tout cas les voitures actuelles bourrées d'électronique ont plus de mal à mon avis
06:43 à durer aussi longtemps.
06:44 Mais aujourd'hui on se pose la question de dispositifs spatiales durables, c'est-à-dire
06:49 qu'on se pose la question de faire sortir ces objets ou alors de pouvoir aller apporter
06:54 un secours, en tout cas une maintenance à ces satellites.
06:58 Et là finalement c'est peut-être un atout pour vous aussi dans le développement.
07:01 Est-ce que vous rencontrez peut-être des acteurs du spatial qui vous apportent des
07:06 solutions en termes de durabilité ?
07:07 Alors aujourd'hui malheureusement c'est très compliqué parce qu'effectivement comme il
07:12 n'y a pas de maintenance, comme on n'a pas… l'électronique spatiale est quand même
07:16 basée sur l'électronique terrestre.
07:18 Donc malheureusement on a les mêmes procédés on va dire.
07:22 Donc c'est au niveau de la conception, au niveau des prises de marge pour le vieillissement
07:27 des composants etc. on est obligé de faire beaucoup plus attention dans les développements
07:29 pour le spatial et ce qui du coup est notre différenciateur majeur par rapport à des
07:33 composants qui viendraient du monde commercial ou industriel.
07:36 Nous notre valeur ajoutée c'est d'offrir des composants où on certifie qu'il y aura
07:40 un niveau de fiabilité exceptionnellement fort pour ces applications critiques dans
07:45 ces milieux aussi hostiles.
07:46 Et donc c'est ça notre valeur ajoutée et c'est là-dessus qu'on se démarque vis-à-vis
07:49 notamment des concurrents américains.
07:50 Et alors c'est là qu'entre en jeu cette question de souveraineté.
07:54 C'est un sujet que vous aviez envie d'aborder aussi tous les deux en venant sur ce plateau.
07:59 L'idée c'est que, et quand on parle de semi-conducteurs, on ne peut avoir que cet
08:04 exemple de la crise des semi-conducteurs et se rendre compte à quel point on a besoin
08:07 en Europe d'être capable de créer ces technologies dont vous parlez, que vous créez, pour servir
08:11 notre spatial européen.
08:13 En fait le monde il est assez simple.
08:15 C'est-à-dire qu'aujourd'hui la plupart de l'électronique embarquée sur les satellites
08:18 viennent en dehors de l'Europe.
08:19 Donc si demain la géopolitique telle qu'on la connaît aujourd'hui change, il existe
08:23 un monde où on ne peut plus faire de satellite tout simplement.
08:26 Donc si on ne maintient pas le savoir-faire sur le sol européen, on ne peut pas prétendre
08:29 à une indépendance souveraine, en tout cas concernant la conception des satellites.
08:33 Mais de manière générale c'est vrai pour toutes les technologies avancées.
08:35 Que ce soit pour la défense, que ce soit pour le...
08:37 Tous les enjeux technologiques de demain sont malheureusement basés sur l'électronique.
08:40 Donc c'est une pierre, c'est une brique de base nécessaire à partir du moment où on
08:44 considère qu'on doit être indépendant sur l'ensemble de l'offre et de la conception
08:48 du satellite.
08:49 C'est une situation qui vous inquiète, Oknès, ça ? Est-ce qu'on manque d'acteurs pour garantir
08:52 cette souveraineté en Europe ?
08:54 Alors fort heureusement on a beaucoup d'acteurs extrêmement dynamiques, type Nano Explore,
08:58 il n'y en a pas d'autres.
08:59 Donc je ne dirais pas que la situation nous inquiète, par contre c'est quelque chose
09:02 qu'on surveille.
09:03 Et donc on regarde attentivement, parce que cette notion de souveraineté, il y a un élément
09:08 de souveraineté qui est la souveraineté au sens de la capacité à défendre nos intérêts
09:15 en tant que nation.
09:16 Donc tout le domaine militaire, tout le domaine de nous prémunir éventuellement de risques
09:22 particuliers au niveau du pays.
09:24 Mais il y a aussi une souveraineté économique, et donc si on est entre guillemets dans la
09:28 main d'acteurs étrangers qui nous fournissent des composants indispensables, on peut être
09:32 bloqué sur ces deux sujets-là.
09:34 Parce que par exemple les acteurs français du spatial qui sont extrêmement forts aujourd'hui,
09:37 qui sont dans de très grandes entreprises, si elles n'ont plus accès à cette ressource,
09:44 elles ne pourront plus non plus vendre des satellites à l'étranger, etc.
09:47 Donc c'est la souveraineté économique et la souveraineté au sens plus sûreté.
09:52 Les deux sont très importants.
09:53 Donc nous au CNES par exemple on fait plusieurs choses.
09:55 D'abord on essaye d'analyser en permanence les risques qu'il peut y avoir sur le plan
10:00 économique en suivant un observatoire du spatial aujourd'hui où on regarde exactement
10:07 ce qui se passe dans les entreprises.
10:09 Et puis on aide à l'émergence de nouvelles technologies et de nouveaux acteurs sur ces
10:14 technologies pour préparer les systèmes spatiaux de demain.
10:16 Donc on porte à la fois une voix dans la politique spatiale française pour dire qu'il
10:21 est important de maintenir...
10:23 Elle est entendue cette voix ?
10:24 Elle est entendue.
10:25 C'est un peu un challenge toujours de la faire entendre au bon niveau et dans les bons
10:30 sens.
10:31 Mais je pense que la voix du CNES est très bien entendue.
10:32 Alors là on sort du sommet du spatial et il y avait déjà des sujets forts.
10:36 On en a parlé juste avant avec Jean-Marc Astorg.
10:38 Quand on a des focus, et c'est vrai que l'Europe spatiale a tendance à fonctionner comme
10:42 ça réunissant 22 pays mondes, quand on a des focus qui vont être les lanceurs ou
10:46 la recherche scientifique aujourd'hui, les lanceurs, demain le vol habité, est-ce qu'on
10:50 arrive à faire entendre l'importance sous-jacente de la croissance de secteurs comme celui de
10:57 l'électronique embarquée ?
10:58 Oui, aujourd'hui c'est devenu un enjeu majeur parce que par exemple on va citer la constellation
11:02 Iris carré.
11:03 Aujourd'hui Iris carré a une volonté d'être complètement souveraine pour des problématiques
11:08 de sécurité et tout ce qu'on peut lier à la souveraineté.
11:12 Et en fait l'électronique aussi, notamment sur la charge embarquée, est un élément
11:17 de discussion majeure aujourd'hui sur la capacité au nom des Européens à fournir
11:20 une solution souveraine.
11:21 Et alors est-ce que vous pensez qu'on est capable de le faire ?
11:23 Aujourd'hui à court terme non, malheureusement.
11:25 Pourquoi ?
11:26 On n'a pas les composantes qui répondent aux besoins, on n'a pas développé les technologies.
11:31 Et donc l'enjeu évidemment c'est de répondre à ces futurs enjeux des missions spatiales
11:36 type Iris carré, type Galileo, etc. pour qu'on garde cette capacité justement quand
11:41 c'est nécessaire d'avoir une souveraineté sur ces technologies.
11:44 Et là nous explorons, nous on est effectivement aujourd'hui très présents dans toutes ces
11:48 discussions au niveau européen parce que c'est considéré comme un élément majeur
11:51 maintenant de risque potentiel.
11:53 Vous rejoignez cette analyse ?
11:56 Oui et j'ajouterais qu'aujourd'hui on a des systèmes qui deviennent de plus en plus
12:01 compliqués, on commence à parler, on fait plus qu'en parler de constellation, on commence
12:05 à lancer de plus en plus de constellations.
12:07 Donc des systèmes qui vont aussi gagner en autonomie parce que quand vous pilotez une
12:11 constellation finalement vous n'allez pas être sur un modèle point à point à partir
12:14 du sol où vous nécessairement vous adressez chaque satellite.
12:17 Donc on peut imaginer des communications intersatellites, mettre plus d'autonomie dans les satellites,
12:21 du contrôle d'orbite autonome.
12:23 Donc tout un tas d'activités qui vont nécessiter des logiciels de vol ultra performants.
12:28 Et ça, le développement du logiciel il est aussi assez fortement dépendant du matériel
12:34 sur lequel ce logiciel va s'instancier finalement.
12:38 Et donc il est très important d'avoir des composants qui soient à la fois génériques,
12:43 qui puissent s'adapter à tout un tas de missions différentes, mais qui soient aussi ultra performants.
12:47 Et de ce point de vue là, les solutions FPGA je pense qu'effectivement c'est l'avenir,
12:51 c'est ce dont on a besoin aujourd'hui pour le spatial parce qu'il faut bien voir qu'on
12:55 peut envisager de modifier l'architecture y compris du processeur quasiment jusqu'au
13:02 lancement voire même en l'air en vol.
13:06 C'est-à-dire avoir une espèce de satellite qui est quasi entièrement logiciel, reprogrammable
13:11 et reconfigurable.
13:12 Donc là, ça c'est quelque chose qui est relativement nouveau.
13:15 Alors cette numérisation de plus en plus des charges utiles, des plateformes et des
13:20 systèmes spatiaux, elle est déjà en cours, mais elle s'accélère et elle va se continuer.
13:24 Et du coup, ça donne une opportunité je pense pour placer des acteurs et des développements
13:29 technologiques entrant dans le domaine.
13:32 Alors vous parlez d'opportunité à juste titre, il y a cet enjeu de souveraineté,
13:36 mais il y a aussi ces opportunités commerciales.
13:39 Aujourd'hui, on parle beaucoup d'IoT, le spatial porte aussi ce sujet-là de l'internet
13:45 des objets.
13:46 L'IoT va passer par le système embarqué indubitablement.
13:51 Donc ça veut dire aussi pouvoir ouvrir et créer une accélération sur ce marché-là,
13:55 porter la croissance du secteur spatial en matière d'IoT par le système embarqué.
14:01 En fait, il y a deux sujets.
14:05 Les sociétés comme les nôtres, on a l'opportunité de s'appuyer sur le spatial pour développer
14:11 des technologies de pointe dans l'électronique, secteur qui justement en a bien besoin en
14:16 Europe.
14:17 Donc l'idée effectivement, c'est après de trouver des synergies dans les applications
14:21 pour essayer de couvrir un maximum de marchés et d'atteindre des tailles critiques qui
14:27 nous permettent effectivement une innovation beaucoup plus rapide, beaucoup plus importante.
14:30 Et le spatial aujourd'hui, et après il y a le deuxième sujet, c'est que le spatial
14:33 lui est porté par un certain nombre d'applications qui sont en train d'exploser puisque le spatial
14:38 en fait va être au cœur de tous les sujets majeurs de demain, que ce soit l'IoT, que
14:43 ce soit la défense, que ce soit les communications, le réchauffement climatique, etc.
14:47 Donc les boîtes comme nous, évidemment, ont une opportunité beaucoup plus importante
14:52 parce que le secteur spatial va exploser.
14:54 Alors on ira plus loin sur ces sujets-là.
14:56 Si vous voulez bien revenir dans Smart Space pour aller encore plus loin, je vous propose
15:01 d'arrêter là ce Space Talk parce qu'on arrive à la fin de cette émission.
15:05 Mais s'il vous plaît, restez encore quelques instants avec nous.
15:08 Ne partez pas tout de suite en face, on veut vous montrer aujourd'hui les images assez
15:13 exceptionnelles du télescope Euclide, télescope européen, avant d'entamer sa mission principale
15:19 qui va être évidemment l'exploration de la matière noire.
15:23 On vous montre ces images diffusées par l'Agence spatiale européenne.
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15:35 Sous-titrage ST' 501
15:37 Sous-titrage ST' 501
15:39 Sous-titrage ST' 501
15:41 Sous-titrage ST' 501
15:43 Sous-titrage ST' 501
16:12 Et on se quitte sur ces magnifiques images.
16:15 Merci à tous de nous avoir suivis à la production.
16:17 Lili Zalkine, je vous dis à la semaine prochaine sur Bismarck.
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