Conception, fabrication, suivi de fabrication, intégration, support aux AIT/AIV. La mécanique fait appel à de nombreux métiers qui impliquent des personnels qualifiés, qui sont la plupart du temps menés à collaborer avec divers laboratoires du CNRS, le CEA, le CNES, les agences spatiales (ESA, ESO, NASA) et des industriels (Alcatel, Astrium, …). Les consortiums ainsi formés, dus aux découpages des projets, imposent une rigueur dans la gestion des interfaces, et nécessitent l’application de « plans qualités »
La mécanique joue un rôle important dans la conception des instruments d’observation. C’est en effet la mécanique, qui à partir du besoin exprimé, c’est-à-dire généralement un chemin optique et une stabilité géométrique, doit concevoir puis réaliser la structure mécano-thermo-optique. De la pertinence du concept mécanique, dépendra la qualité de l’instrument.
Les missions du Service Mécanique sont : Le développement de systèmes / sous-systèmes d’instruments d’observation sols et spatiaux.
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Conception
Vue axonométrique du mécanisme SPIRE/HERSCHEL
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Dimensionnement
Calcul de la flèche sous poids propre du baffle COROT
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Fabrication ou suivi de réalisation
Les moyens d’usinage en interne sont conventionnels, et à Commande Numérique (un tour et une fraiseuse). Au cours des différents réalisations pour le compte des projets dans lesquels est impliqués, l’atelier a pu travailler de nombreux matériaux différents dont le Magnésium (PPE-NAC), le Titane (bipodes GALEX et NAC), le Tungstène (blindage MAC, le Vespel : axes cryogéniques de tests SPIRE).
Réalisation de l’hexapode de réglage de IRDIS/SPHERE -
Intégration
Les activités d’intégration d’un instrument font partie des tâches essentielles dont dépendent le succès des tests d’environnement instrumentaux et la réussite d’une mission. les tests et qualifications
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Maintien des moyens de simulation et de fabrication
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R&D
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Enseignement
Le service mécanique assure l’encadrement de stagiaires tout au long de l’année, du niveau bac+2 jusqu’aux écoles d’ingénieurs. Des interventions sont dispensées à l’Ecole Centrale de Marseille et en Master IOL, les sujets portent sur : les télescopes, le développement d’un instrument spatial, les bases du calculs de structure, l’introduction aux calculs de chocs, le contrôle thermique des engins spatiaux.
Lors de l’étude de faisabilité, un concept mécanique est construit autour du chemin optique. A ce stade de la conception, les grandes lignes sont tracées, à savoir le positionnement des composants optiques ainsi que la structure porteuse. Il est dès lors possible d’estimer l’enveloppe externe et la masse de l’instrument. Le concepteur dispose d’un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO Catia V5) lui permettant également d’effectuer des calculs mécaniques et thermiques de pré-dimensionnement.
La phase de conception proprement dite nécessite des connaissances technologiques permettant le choix adéquat des matériaux, l’étude détaillée des mécanismes, l’approche du comportement mécanique et thermique de l’instrument. Des logiciels dédiés au calcul de structure par la méthode des éléments finis, tels que Nastran, permettent de simuler le comportement de structures soumises à différentes sollicitations. Des simulations en statique linéaire ou non linéaire, dynamique, réponse aux chocs, thermique conductive et/ou radiative sont souvent des étapes indispensables avant approbation d’un concept.
La réalisation des différentes pièces constituant l’instrument se fait sur des machines outils conventionnelles ou à commande numérique. La sous-traitance peut être sollicitée pour des usinages particuliers, comme par exemple la découpe par électroérosion. Tous les constituants d’un instrument possèdent une fiche suiveuse qui est éditée dès lors que ces constituants sont usinés. Sur ces fiches figurent l’ensemble des opérations réalisées, depuis l’obtention du brut jusqu’à la livraison, permettant ainsi une traçabilité élémentaire. Les pièces les plus précises sont contrôlées par des machines à mesurer tridimensionnelle (MMT) opérant dans une enceinte propre thermostatée.
Les mécaniciens sont également sollicités pour les phases d’assemblage, d’intégration et tests (AIT) pour lesquelles ils sont les mieux préparés.
