Qualification environnementale et CEM d’un pont WiFi pour CALLISTO, le démonstrateur de lanceur réutilisable

Actualité : en septembre 2025, un appel du CNES a fixé la campagne d’essais en vol de CALLISTO à 2027, au Centre spatial guyanais : huit vols d’essai et deux vols de démonstration (European Spaceflight, 16 septembre 2025).

AVNIR Engineering a conduit pour le CNES une campagne complète de qualification environnementale et de compatibilité électromagnétique sur un pont WiFi destiné à équiper CALLISTO. Cycles thermiques, vibrations, dépressurisation, humidité et CEM : après chaque séquence, l’équipement a été interrogé pour vérifier qu’il communiquait toujours.

Le contexte : CALLISTO prépare les lanceurs réutilisables

CALLISTO est un démonstrateur technologique de premier étage réutilisable, développé par le CNES avec l’agence spatiale allemande (DLR) et l’agence spatiale japonaise (JAXA). Son rôle : faire voler, atterrir puis revoler un étage de lanceur, pour acquérir l’expérience dont les futures générations de lanceurs réutilisables auront besoin.

La campagne d’essais en vol est attendue en 2027 au Centre spatial guyanais, avec une dizaine de vols au programme. Pour chaque équipement embarqué, cela change la nature de l’exigence : il ne s’agit plus de tenir un vol, mais de rester fonctionnel d’un vol à l’autre.

L’enjeu : un équipement qui doit continuer à communiquer

Un pont WiFi embarqué n’a de valeur que s’il assure toujours sa liaison une fois soumis à l’environnement du lanceur. La campagne devait donc répondre à deux questions : l’équipement supporte-t-il les contraintes qu’il rencontrera au cours de sa mission, et ses performances restent-elles intactes après chacune d’elles ?

Y répondre suppose de reproduire au plus près ces contraintes, une famille après l’autre, puis de contrôler le fonctionnement de l’équipement entre deux sollicitations. C’est l’objet d’une campagne d’essais environnementaux complète, prolongée ici par une campagne de compatibilité électromagnétique.

Le périmètre de la campagne

La campagne a couvert l’ensemble des familles de contraintes environnementales, et une campagne CEM complète.

Vibrations : deux natures de sollicitation

Les vibrations sinusoïdales balayent les fréquences une à une et révèlent les résonances de l’équipement et de sa fixation. Les vibrations aléatoires excitent toute une bande de fréquences à la fois, comme le fait l’environnement réel d’un lanceur. Les deux sont complémentaires : la première localise les points faibles, la seconde vérifie la tenue dans un environnement représentatif. Nous détaillons ces méthodes dans notre article sur les essais vibratoires de qualification.

CEM : ce que l’équipement émet, et ce qu’il supporte

Un émetteur WiFi est par nature une source radio, placée au milieu d’autres systèmes électroniques. La campagne CEM vérifie les deux sens : les émissions, pour que le pont WiFi ne perturbe pas son voisinage, et la susceptibilité, pour qu’il continue de fonctionner sous les perturbations des autres équipements. Les transitoires, les microcoupures et les décharges électrostatiques complètent le tableau : ils reproduisent les aléas du réseau de bord et des manipulations. La démarche est détaillée sur notre page compatibilité électromagnétique.

Les référentiels du spatial

La campagne a été définie et réalisée à partir des exigences et normes applicables au domaine spatial. En Europe, ce socle est porté par l’ECSS (European Cooperation for Space Standardization), avec notamment la norme ECSS-E-ST-10-03C pour les essais et la norme ECSS-E-ST-20-07C pour la compatibilité électromagnétique. Le choix des essais et de leurs niveaux, lui, découle des exigences propres au programme.

La méthode : un contrôle fonctionnel après chaque séquence

Appliquer les contraintes ne suffit pas. À l’issue de chaque séquence d’essai, le pont WiFi a été interrogé pour contrôler sa capacité à communiquer et à répondre correctement.

Ce contrôle systématique change la valeur de la campagne. Une dégradation constatée seulement à la fin ne dit pas quelle contrainte l’a provoquée : vérifiée séquence après séquence, elle se rattache à son essai. Ici, ces vérifications ont permis de surveiller toute dégradation éventuelle des performances au fil de la campagne et de confirmer la continuité de fonctionnement du système.

Les moyens d’essai : en propre et chez des partenaires de confiance

AVNIR Engineering a défini la campagne et l’a réalisée de bout en bout. Pour accéder à des moyens spécialisés adaptés à chaque famille de contraintes, l’équipe s’est appuyée sur son réseau de partenaires techniques de confiance. Pour le donneur d’ordre, la campagne reste pilotée par un seul bureau d’études, de la définition des essais à leur exploitation.

C’est le principe de notre activité d’essais et bancs d’essai : choisir pour chaque essai le moyen le plus pertinent, et garder la cohérence de l’ensemble jusqu’au dossier de qualification.

Le résultat

Cette campagne de qualification constitue une étape clé dans la mise au point du pont WiFi. Ses résultats fournissent au CNES les derniers éléments nécessaires aux ultimes ajustements du système, avant sa finalisation et son intégration à CALLISTO.

Questions fréquentes

Qu’est-ce qu’une campagne de qualification environnementale ?

C’est l’ensemble des essais qui démontrent qu’un équipement supporte les conditions de sa mission : températures, vibrations, pression, humidité. Elle se conclut par un dossier qui relie chaque exigence à l’essai qui la vérifie.

Pourquoi associer CEM et essais environnementaux ?

Parce qu’un équipement électronique embarqué doit à la fois résister à son environnement physique et cohabiter avec les autres systèmes. Pour un émetteur radio comme un pont WiFi, la compatibilité électromagnétique est aussi critique que la tenue mécanique.

Pourquoi contrôler l’équipement après chaque essai ?

Pour savoir quelle contrainte est en cause si une dégradation apparaît. Un seul contrôle en fin de campagne dirait qu’un problème existe, sans dire d’où il vient.

Les compétences mobilisées

• Essais environnementaux
• Essais vibratoires de qualification
• Compatibilité électromagnétique
• Essais et bancs d’essai
• Dossier de qualification