SILOE, un projet expérimental en tour de chute sélectionné par l’ESA et une bourse ESPACE pour Alexia Duchêne

Après une licence de mécanique, Alexia Duchêne rejoint l’ISAE-SUPAERO pour suivre le Master Aerospace Engineering de l’ISAE-SUPAERO qu’elle décroche en 2022. Dès 2023, elle poursuit avec un Master Astrophysique (ASEP) à l’université de Toulouse. Désormais doctorante en sciences planétaires, elle travaille sous la direction de Naomi Murdoch à la « Détermination des propriétés mécaniques des astéroïdes », son sujet de thèse.

Le projet SILOE

Les travaux de recherche d’Alexia Duchêne portent sur la détermination des propriétés mécaniques d’astéroïdes à travers une analyse morphologique des roches présentes en surface. C’est dans ce cadre que nait le projet SILOE dont elle est le « project leader », aux côtés de Colas Robin, également doctorant, et de 3 étudiants de MAE.

Ce projet expérimental en tour de chute, permettant de conduire des expériences à gravité zéro et réduites, a pour objectif d’étudier la cohésion des surfaces planétaires. Les travaux des étudiants doivent permettre de mieux comprendre le comportement d’un milieu granulaire, un milieu constitué de grains de roches et de poussière avec une cohésion faible à nulle.

En quantifiant l’importance de ces forces cohésives en fonction de la gravité, notamment lorsqu’elle diminue, Alexia Duchêne et son équipe ont l’ambition de mieux cerner les propriétés mécaniques des astéroïdes pour mieux prévoir les interactions avec celui-ci. « Le comportement des surfaces des petits corps est à ce jour mal compris et difficile à prévoir, notamment à cause du rôle potentiellement majeur joué par les forces de cohésion à ces échelles de gravité. », explique la doctorante.

Les résultats de ces recherches pourraient donc être précieux pour prédire la réaction de la surface lorsqu’elle entre en contact avec un autre corps. Et contribuer ainsi à réduire les risques des missions spatiales impliquant, par exemple, l’atterrissage d’un Cubesat ou encore celui d’un rover tel que Idefix®, le rover de la mission MMX.

Ils pourraient aussi être précieux pour l’avancée de la recherche sur la défense planétaire, pour des missions de déviation d’astéroïdes. « En plus de fournir aux étudiants une expérience pratique en conception d’expériences, ingénierie, analyse de données et gestion de projets, le projet SILOE apportera des réponses à des questions très importantes en sciences planétaires et explorations spatiales. » souligne Naomi Murdoch.

Un projet soutenu par l’ESA et une bourse ESPACE

Plusieurs phases sont prévues pour mener à bien ce projet expérimental débuté en novembre 2023 qui s’achèvera en avril 2025 : la conception, la fabrication, l’expérimentation et la restitution des résultats. La conception qui a nécessité plusieurs mois de travaux vient de s’achever. Les étudiants travaillent actuellement à la fabrication du caisson qui servira aux expériences en tour de chute à ZARM, une institution de l’Université de Brême, située en Allemagne.

« L’expérience sera conduite dans un caisson sous vide pour ainsi reconstituer un environnement similaire à celui de corps planétaires sans atmosphère comme celui de la lune et des astéroïdes », ajoute Alexia Duchêne. La phase d’expérimentation, en condition de gravité réduite, aura lieu en décembre 2024, et « permettra de mesurer l’enfoncement d’un projectile à la surface d’un milieu granulaire et mettre en évidence le rôle de la cohésion selon le niveau de gravité » précise la doctorante.

Un projet sélectionné par l’ESA
Le projet SILOE a été sélectionné par l’ESA Academy Experiments programme. Ce programme permet aux universités et aux grandes écoles de concevoir et de développer des expériences à réaliser sur une série de plates-formes gravitationnelles et dans l’espace.

À la suite de l’appel à propositions, l’ESA a reçu de nombreuses candidatures « d’une qualité exceptionnelle » provenant d’universités et d’écoles de toute l’Europe. Les équipes présélectionnées ont été invitées à présenter leur projet à un panel d’experts de l’ESA, et ont répondu aux questions des experts sur les aspects scientifiques, techniques et de gestion de leurs propositions. Le projet SILOE a été retenu aux côtés de sept autres projets européens eux aussi sélectionnés pour leur excellence. Mais c’est le seul qui en bénéficiera pour la tour de chute !

Une bourse d’excellence ESPACE
Alexia Duchêne s’est également vu remettre la bourse d’excellence ESPACE par la Fondation des Ailes de France. En partenariat avec le CNES et Eutelsat Group, et avec le soutien, cette année, de la Fondation Antoine de Saint-Exupéry pour la Jeunesse, ce programme d’attribution de Bourses ESPACE contribue à la connaissance et à la promotion de la sphère aéronautique et de l’espace, en soutenant des projets éducatifs, scientifiques, culturels et de développement durable.

Il récompense et soutient des projets « pointus, variés et ambitieux » tels que la physiologie spatiale, la conception de véhicules spatiaux, la cosmologie, un système de récupération de l’énergie thermique, etc. En juin dernier, la doctorante s’est vu remettre sa bourse d’excellence lors d’une cérémonie dédiée, des mains de hautes personnalités, dont Claudie Haigneré.

De quoi donner des ailes à un projet dont les résultats seront restitués en avril 2025 !