Carrières du secteur spatial – Ingénieurs

Les ingénieurs sont des inventeurs et des innovateurs qui trouvent des solutions aux problèmes de la vie réelle à l'aide de la science et de la technologie. Ils représentent une part importante des professionnels du secteur spatial, et pour cause : l'ingénierie est la clé du succès des activités spatiales.

Que font les ingénieurs du secteur spatial?

Les ingénieurs du secteur spatial conçoivent, construisent et entretiennent des systèmes et des engins spatiaux. Ils sont responsables du lancement de vaisseaux spatiaux, de l'atterrissage de robots sur Mars, de la construction de satellites de télécommunications qui nous permettent d'utiliser Internet, et bien plus encore.

Pour accomplir ces exploits, les ingénieurs font principalement appel aux mathématiques, à la science et aux connaissances techniques. Ils appliquent les principes scientifiques à l'analyse de problèmes concrets et à la formulation de solutions pratiques, et transforment ainsi la science en technologie.

Exemples de solutions techniques aux problèmes du secteur spatial
Problème	Solution
Envoyer une sonde spatiale vers un astéroïde nécessite beaucoup de carburant.	Calculer une trajectoire qui utilise la force gravitationnelle des planètes pour propulser la sonde et économiser du carburant.
Les températures extrêmes dans l'espace endommagent l'équipement électronique.	Trouver ou créer des matériaux qui peuvent supporter les températures extrêmes de l'espace.
Il est très difficile de commander un robot sur Mars à cause du délai de communication de 15 minutes.	Concevoir un système d'intelligence artificielle pour que le robot puisse travailler de façon autonome.

En tant qu'ingénieur dans le secteur spatial, vous pourriez travailler sur :

des vaisseaux spatiaux tels que des satellites, des sondes, des fusées et des navettes;
des stations spatiales – peut-être même une future base lunaire!
de l'équipement pour communiquer avec des vaisseaux spatiaux ou pour les commander depuis le sol;
des robots, des programmes informatiques, des combinaisons spatiales et bien plus encore.

La Feuille d'érable en route vers Mars! — 2011-11-26 – La fusée Atlas V a lancé le rover Curiosity de la NASA vers la planète rouge en novembre 2011. (Source : NASA.)

Le satellite RADARSAT-2 — 2005-09-28 – RADARSAT-2 est un satellite canadien d'observation de la Terre qui a de nombreuses utilisations, notamment la surveillance de l'environnement et la gestion des catastrophes. (Source : MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd. (MDA).)

2010-05-23 – La Station spatiale internationale est un laboratoire de recherche en orbite autour de la Terre à une altitude moyenne de 400 km. (Source : NASA.)

La sonde Cassini de la NASA au-dessus de Saturne — 2017-04-04 – La sonde spatiale Cassini a passé 13 ans en orbite autour de Saturne et de son système. (Source : NASA/JPL-Caltech.)

Habitation pour l'espace lointain — 2012-04-26 – Des architectes, des ingénieurs et des scientifiques travaillent sur des habitations destinées à la prochaine génération d'explorateurs spatiaux qui iront dans l'espace lointain, comme sur la Lune ou sur Mars. (Source : NASA.)

Quelles études doit-on faire pour devenir ingénieur dans le secteur spatial?

Programmes d'études

Comme dans le cas de toutes les carrières dans le secteur spatial, plusieurs parcours sont envisageables pour devenir ingénieur. Tout dépend de ce qui vous passionne le plus. Voici quelques-uns des programmes d'études que vous pourriez choisir :

génie aérospatial,
génie chimique,
génie informatique,
génie électrique,
génie des matériaux,
génie mécanique,
génie logiciel.

Visitez le site Web d'Ingénieurs Canada pour obtenir la liste des programmes de génie agréés et connaitre les universités où ils sont offerts.

Scolarité

Les ingénieurs occupent divers postes en fonction du diplôme de génie obtenu.

Baccalauréat – Quatre années d'études
- Avec un baccalauréat, vous serez en mesure de travailler à la planification et à la mise en œuvre de projets. Vous pourrez également travailler à la conception, à l'intégration, aux tests et à la maintenance des technologies. Vous serez en mesure de déterminer les besoins dans le cadre d'un projet et de proposer des technologies existantes pour y répondre.
Maîtrise – Deux années d'études supplémentaires
- Les titulaires d'une maîtrise pourront travailler dans des domaines de haute technologie qui nécessitent une connaissance approfondie des mathématiques et des sciences. Beaucoup d'ingénieurs du secteur spatial possèdent une maîtrise, même si ce n'est pas toujours une exigence.
Doctorat – De trois à cinq années d'études suivant la maîtrise
- Les ingénieurs qui décrochent un doctorat peuvent devenir chefs d'équipe et experts techniques. Ils peuvent également être professeurs d'université.

Quels sont les domaines de travail des ingénieurs dans le secteur spatial?

Si les engins spatiaux et l'environnement spatial vous captivent, vous avez beaucoup de choix de carrières dans le secteur spatial. Voici quelques-uns des domaines dans lesquels vous pourriez vous spécialiser pour travailler comme ingénieur dans ce secteur.

N'oubliez pas que plusieurs de ces disciplines peuvent se chevaucher.

Génie aérospatial

Les ingénieurs spécialisés en mécanique ou en astronautique conçoivent, construisent, testent, entretiennent et réparent des engins spatiaux ainsi que l'équipement et les systèmes connexes. Ils conçoivent également des structures, des moteurs et des systèmes de propulsion.

Leur travail peut impliquer :

de concevoir la structure de base d'engins spatiaux;
d'appliquer les principes de la télémétrie et des télécommunications;
de fabriquer des instruments, comme des capteurs, des systèmes de commande d'attitude, d'alimentation et de maintien de la vie;
de calculer des paramètres orbitaux;
de sélectionner des matériaux.

Ils doivent étudier la résistance des matériaux et mettre en application les principes de la mécanique (lois du mouvement de Newton) et de l'aérodynamique (phénomènes liés au déplacement de corps solides dans l'air). Ils peuvent être titulaires d'un diplôme en génie aérospatial, en génie aéronautique, en génie des systèmes spatiaux ou en génie mécanique.

2010-05-23 – Vue éclatée du vaisseau spatial Orion et de son module de service. L'objectif d'Orion est de transporter des humains vers la Lune et vers Mars lors de futures missions. (Source : NASA.)

Cette animation montre les composants principaux d'un satellite de la mission de la Constellation RADARSAT. (Sources : MDA, Agence spatiale canadienne.)

Génie informatique/logiciel

Ingénieur informaticien

Les ingénieurs informaticiens conçoivent et développent les systèmes informatiques utilisés dans les engins spatiaux. Ils sont chargés d'analyser les tâches de calcul d'un projet spatial, puis de recommander les logiciels et les instruments nécessaires pour répondre à ces exigences.

Pour atteindre certains objectifs précis d'un projet, les ingénieurs informaticiens doivent aussi parfois concevoir et mettre en service un système informatique dont ils auront mis au point des composants particuliers, comme des matrices FPGA et des microcontrôleurs.

Ingénieur logiciel

Les ingénieurs logiciel se concentrent principalement sur la conception, le développement et les tests des logiciels nécessaires à une mission spatiale, notamment les logiciels utilisés dans les stations au sol pour surveiller et commander les engins spatiaux, et ceux dans les satellites en orbite pour permettre la télémétrie et les télécommunications.

Ces ingénieurs doivent connaitre sur le bout des doigts les systèmes informatiques pour lesquels ils développent des programmes, car ces derniers interagissent souvent avec plusieurs capteurs et font fonctionner différents composants.

Génie électrique/électronique

Ingénieur électricien

Les ingénieurs électriciens conçoivent des systèmes électriques pour les engins spatiaux. À cette fin, ils peuvent être appelés à mettre à jour le logiciel d'exploitation et les logiciels d'application. Ils supervisent la fabrication, l'installation, la maintenance et la réparation des systèmes électriques et s'assurent qu'ils sont sécuritaires. La dernière chose qu'on veut, c'est d'avoir à combattre un incendie pendant une mission spatiale!

Ingénieur électronicien

Les ingénieurs électroniciens du secteur spatial travaillent à la conception des composants électroniques du matériel informatique utilisé dans plusieurs domaines, comme l'informatique et les télécommunications. Par exemple, ils peuvent être amenés à concevoir des appareils permettant de communiquer avec les astronautes lors de leur séjour dans l'espace ou encore à tester les antennes d'un satellite pour s'assurer qu'elles fonctionnent à la perfection avant leur utilisation.

Ingénieur en avionique et en instrumentation

Ces ingénieurs se spécialisent dans la conception, l'élaboration, la fabrication, l'essai et l'installation des systèmes électroniques (p. ex. circuits imprimés, microprocesseurs, capteurs) et informatiques (p. ex. autopilote) des instruments de bord des engins spatiaux.

Gros plan d'un circuit électronique. (Source : NASA.)

Génie des matériaux

Certains ingénieurs se spécialisent dans le choix des matériaux les mieux adaptés à l'environnement hostile de l'espace. Bon nombre d'entre eux sont titulaires d'un diplôme de génie mécanique ou de génie des matériaux. Ils travaillent à la production, au traitement, au développement, à la conception et à l'utilisation de matériaux modernes pour des missions spatiales. Ils mènent aussi des recherches pour trouver les meilleures combinaisons possible de matériaux (p. ex. métaux, plastiques, minéraux) pour protéger les engins spatiaux contre le froid et la chaleur intenses et contre le fort rayonnement. On n'a qu'à penser à la navette spatiale, dont les tuiles en céramique la protégeaient de la chaleur extrême produite par la friction de l'air au moment de l'entrée dans l'atmosphère.

La capsule spatiale Orion entre dans l'atmosphère de la Terre — 2014-12-03 – La capsule spatiale Orion sera protégée de la chaleur extrême par son bouclier thermique lorsqu'elle pénètrera dans l'atmosphère terrestre. (Source : NASA.)

Test de boucliers thermiques d'engins spatiaux — 2015-10-09 – Les boucliers thermiques des futurs véhicules d'exploration de Mars sont testés à des températures atteignant 1 700 degrés Celsius. Ces boucliers les protégeront de la chaleur extrême produite au moment de l'entrée dans l'atmosphère de la planète. (Source : NASA.)

Robotique

Les ingénieurs en robotique travaillent principalement à la conception et à l'essai de systèmes robotisés. Ces systèmes sont faits de composants mécaniques, électriques et logiciels interagissant les uns avec les autres. Les ingénieurs en robotique ont généralement un diplôme en génie mécanique, électrique ou logiciel et travaillent dans des équipes multidisciplinaires.

Puisque les sorties spatiales comportent des risques pour les astronautes, on essaie de plus en plus de mettre au point des robots pour effectuer des tâches qui exigeraient autrement que les astronautes sortent dans l'espace. Le Canadarm, le Canadarm2 et Dextre ont été conçus dans ce but précis.

Canadarm2 – Images d'une décennie de succès — 2005-08-03 – Le Canadarm2, le bras robotisé canadien de réputation mondiale, à l'œuvre avec les astronautes lors d'une sortie dans l'espace de la mission STS-114. (Source : NASA.)

Télécommunications

Les ingénieurs en télécommunications développent, mettent en œuvre, évaluent et entretiennent des réseaux de télécommunications pour répondre aux besoins des utilisateurs. Ces réseaux transmettent des données numériques par des câbles physiques, des systèmes optiques ou des systèmes radio. Dans le cadre de leur travail, les ingénieurs en télécommunications peuvent être appelés à développer des systèmes et des logiciels d'application spécifiques, préparer des devis et établir des normes de maintenance et d'exploitation. Ils peuvent également être tenus d'analyser les problèmes de réseau et de recommander des solutions.

Les activités dans l'espace dépendent fortement des réseaux de télécommunications pour transmettre des données de télémesure et des commandes entre les stations au sol et les engins spatiaux. Les ingénieurs et les systèmes doivent pouvoir composer avec les délais de transmission dans l'espace ainsi qu'avec les interruptions occasionnelles dans les communications (perte de signal).

Les ingénieurs en télécommunications peuvent avoir étudié en génie électrique, en génie informatique ou en génie des télécommunications.

Antenne de contrôle RADARSAT-1 — 2005-09-28 – Antenne de contrôle de RADARSAT-1 située au centre spatial John H. Chapman, à Longueuil (Québec). (Source : Agence spatiale canadienne.)

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