Histoires de réussite

Des capteurs adaptés pour la Lune

L’exploration lunaire de Behraad Bahreyni a commencé avec un projet l’ayant mené dans une direction totalement opposée à l’espace : les profondeurs de l’océan Atlantique.

En 2018, Ultra Electronics Maritime Systems, à Halifax, a demandé de l’aide à l’ingénieur de l’université Simon Fraser : L’entreprise souhaitait avoir de meilleurs moyens pour détecter les menaces sous-marines. Elle voulait savoir s’il était possible de remplacer les hydrophones (des microphones qui peuvent détecter les ondes sonores sous l’eau) par des accéléromètres afin de localiser les forces produites par les signaux du sonar.

Les accéléromètres sont des capteurs très répandus qui mesurent les forces gravitationnelles. Ils servent notamment à la détection de l’orientation dans les téléphones cellulaires et au déploiement des coussins de sécurité gonflables des voitures lors d’une décélération rapide. Utilisés sous l’eau, les accéléromètres peuvent fournir de l’information sur la magnitude et la direction des signaux des sonars dans le but de mieux localiser leur source.

« L’application exige un ensemble strict de quatre mesures clés de performance (taille, bruit, bande passante et plage dynamique). Aucun appareil unique ne pouvait mettre en correspondance ne serait-ce que deux de ces quatre critères », indique Bahreyni, directeur du Intelligent Sensing Laboratory de l’université Simon Fraser. « Nous avons proposé une solution théorique, et avec l’aide de l’entreprise et du CRSNG, sans oublier le travail assidu de plusieurs chercheurs, nous avons développé deux appareils qui, en fait, ont dépassé les attentes de la demande initiale. »

Cette réussite a inspiré l’équipe à rechercher de nouvelles applications pour un accéléromètre plus réactif sur Terre, et même dans l’espace.

Bahreyni était justement à la recherche d’autres applications lors d’une rencontre avec Glyn Williams-Jones, volcanologue physique de l’Université Simon Fraser. Le duo a déterminé que les capteurs pouvant fonctionner dans l’environnement difficile des volcans pourraient également fonctionner dans l’espace. Williams-Jones a communiqué avec Yajing Liu, sismologue de l’université McGill, afin que cette dernière fournisse son aide pour la définition des problèmes scientifiques. De son côté, Bahreyni a communiqué avec son collègue ingénieur spatiologue de l’université du Manitoba, Philip Ferguson, qui à son tour a intégré à l’équipe Pooneh Maghoul, ingénieure civile et sismologue de l’université du Manitoba.

« Mon groupe utilise pratiquement tous les services offerts par CMC. C’est une excellente institution, et nous sommes réellement reconnaissants de l’aide fournie. »

Au mois de mai, l’Agence spatiale canadienne a sélectionné l’équipe afin que celle-ci fournisse des instruments miniaturisés à un rover (véhicule astromobile) pour mener des études à haute résolution de la subsurface lunaire dans la région polaire de la Lune. Ce projet fait partie d’une mission conjointe avec la NASA, dont le lancement est prévu d’ici 2026. L’objectif est d’en apprendre davantage sur la géophysique sous la surface de la Lune, y compris la recherche d’eau gelée, et de surveiller les tunnels de lave et les autres processus géophysiques.

L’équipe est également en train de former huit chercheurs de cycles supérieurs afin de fortifier le bassin de talents canadien en matière de technologies appliquées à l’espace.

Bahreyni et ses collègues fourniront des sismomètres (pour détecter les vibrations) et des gravimètres (pour mesurer le champ gravitationnel de la Lune). Aucun gravimètre n’a été utilisé sur la Lune depuis l’alunissage d’Apollo 17, où les astronautes ont transporté un instrument d’environ 13 kg sur un rover dans le but de recueillir des données de 26 emplacements.

Ce type d’appareil nous a permis d’approfondir nos connaissances sur la Lune, affirme Bahreyni.

« C’est ainsi que les scientifiques ont pu déterminer qu’il y avait des tremblements de Lune, par exemple. »

L’instrument d’environ 1 kg développé par l’équipe combine des gravimètres à axes multiples et un sismomètre.

Sur Terre, l’instrument pourra servir à l’exploration minérale et aux systèmes d’avertissement de tremblement de terre localisé.

Bahreyni affirme que CMC l’a appuyé à chaque étape de son parcours, en commençant au moment où il était étudiant de cycle supérieur. De plus, CMC continuera d’aider son équipe en vue d’aller sur la Lune.

« Mon groupe utilise pratiquement tous les services offerts par CMC. Nous exploitons toutes sortes d’outils de CAD pour la conception et les essais d’équipement. Nous envoyons des étudiants aux formations offertes par CMC. Nous soumettons des conceptions de puce pour les services de fonderie et réalisons des parties de la fabrication par l’entremise de CMC. Lorsque nous procédons aux essais des appareils, nous utilisons de l’équipement prêté par CMC. C’est une excellente institution, et nous sommes réellement reconnaissants de l’aide fournie. »

octobre 2021

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