Le département Physique, Instrumentation, Environnement, Espace de l’ONERA Toulouse étudie l’environnement spatial et ses effets sur les matériaux et composants électroniques, ainsi que la charge et la contamination des satellites en résultant.

En environnement spatial, les satellites doivent faire face à une irradiation de particules énergétiques (électrons, protons) de forte intensité pouvant conduire à des processus de claquages électrostatiques sur les dispositifs embarqués. Depuis plusieurs années, on soupçonne que ces claquages sont responsables d’un certain nombre d’anomalies observées en vol, en produisant des perturbations électromagnétiques qui peuvent interférer avec l’électronique, y générer des erreurs (Upsets) et endommager gravement les composants électroniques les plus sensibles. Ces arcs électriques peuvent par ailleurs dégrader de manière significative les propriétés physiques des matériaux et conduire à des dégradations irréversibles des systèmes embarqués.

Le stage proposé ici a pour objectif de développer un instrument de mesure permettant de détecter et caractériser les décharges électrostatiques pouvant s’amorcer sur différents éléments, composants ou matériaux soumis à des irradiations électroniques représentatives de l’environnement spatial.
Il s’agira donc d’adapter en particulier une technique de mesure mise en oeuvre dans le cadre d’une thèse en cours et qui permet de caractériser les décharges électrostatiques de « surface » (se produisant sur la peau externe du satellite) avec une perturbation minimale.
La démarche consiste à réaliser des mesures sans contact sur les éléments de test de manière à être le moins intrusif possible d’un point de vue électrique et électrostatique. Le banc d’essai sera dans un premier temps, pour ce stage, développé « sur table » c’est-à-dire en dehors des chambres d’irradiation. Des tests électriques sous air reproduisant les niveaux de charge ou les décharges électrostatiques rencontrés en vol seront réalisés afin de valider la méthode et de caractériser les fonctionnalités du dispositif.
On pourra ensuite, en fonction de l’avancée du stage, commencer à intégrer ce dispositif de mesure dans une enceinte d’irradiation haute énergie de l’ONERA permettant de reproduire les conditions radiatives de l’environnement spatial.
Nous recherchons un(e) étudiant(e) désireux(se) de préparer une thèse de doctorat pendant 3 ans après ce stage. Ce travail sera réalisé en collaboration avec le CNES de Toulouse.