Structures de télescopes en PRFC pour les applications spatiales

Structures composites en fibre de carbone conçues avec précision pour les missions d’observation et de télescopes les plus exigeantes. Certifiées ESA SME. Stables dimensionnellement sous vide, à faible dégazage et qualifiées pour les applications spatiales. Adaptées à des structures jusqu’à 1,5 m³, avec des dimensions supérieures possibles grâce à des assemblages composites modulaires.

Héritage ESA

Plus de 15 ans d’expérience dans le secteur spatial en tant qu’entreprise certifiée ESA SME.

Précision

Structures à stabilité dimensionnelle pour les systèmes optiques de haute précision.

Solution clé en main

Une prise en charge complète, depuis l’approvisionnement en matériaux jusqu’au bake-out.

Structures de télescopes en composite carbone de haute précision

En tant qu’entreprise certifiée ESA SME, nous sommes actifs depuis de nombreuses années dans le secteur spatial et maîtrisons parfaitement les exigences spécifiques de cette industrie. Lorsqu’il s’agit de structures de télescopes de précision ou de plaques de base optiques jusqu’à environ 1,5 m³ (avec des dimensions supérieures possibles en longueur et en largeur), nous savons exactement quels paramètres sont déterminants pour le succès d’une mission.

De l’approvisionnement en matières premières aux traitements de surface, en passant par la fabrication des stratifiés, l’assemblage, l’usinage de précision, la métrologie, les essais matériaux et le bake-out, nous travaillons avec nos partenaires spécialisés afin de fournir des solutions complètes clés en main auprès d’un interlocuteur unique.

Dans l’espace, une précision de l’ordre du micromètre détermine le succès d’une mission. Une structure de télescope doit préserver l’alignement optique malgré les cycles thermiques extrêmes, les conditions de vide et les charges mécaniques subies lors du lancement. C’est précisément dans ce domaine que notre technologie se distingue : le polymère renforcé de fibres de carbone (PRFC), caractérisé par une dilatation thermique quasi nulle, une rigidité spécifique exceptionnelle et un comportement à faible dégazage démontré et qualifié pour les applications spatiales.

1.5 m³

Volume de fabrication standard (dimensions supérieures possibles sur demande)

~10⁻⁷

CTE – Coefficient de dilatation thermique du PRFC

15+

Années d’héritage spatial

Caractéristiques techniques en un coup d’œil

Les principales caractéristiques de nos structures de télescopes, du volume disponible et des systèmes matériaux aux tolérances et aux prestations clés en main. Les valeurs exactes sont définies spécifiquement pour chaque projet lors de l’étude de faisabilité.

Propriété

PRFC (M55J / M40J / IM7)

Invar 36

Coefficient de dilatation thermique (CTE)

≈ 10⁻⁷ /K (ajustable par empilement des plis)

≈ 10⁻⁶ /K

Densité

≈ 1,6 g/cm³

≈ 8,1 g/cm³

Rigidité spécifique

Très élevée

Plus faible (masse plus importante)

Flexibilité de conception

Élevée (adaptée par stratification)

Élevée (facilement usinable)

Propriétés magnétiques

Non magnétique

Magnétique

Application typique dans un télescope

Structure porteuse, tube de télescope, plaque de base optique

Supports locaux, interfaces et inserts

De la matière première au matériel qualifié pour le vol spatial

En collaboration avec nos partenaires, nous couvrons l’ensemble de la chaîne de valeur des structures de télescopes. Un interlocuteur unique pour le client, permettant de réduire les risques, les délais, la complexité des projets et les coûts globaux.

Structures porteuses et cadres complets de télescopes

Structures porteuses, tubes de télescopes, structures de type spider, bancs optiques, supports de miroirs primaires et secondaires, ainsi qu’assemblages complets intégrant inserts, collages structurels et technologies d’assemblage qualifiées. Dimensions standard jusqu’à 1,5 m³, avec des géométries plus importantes disponibles sur demande en longueur et en largeur.

Approvisionnement en matières premières

Préimprégnés qualifiés pour l’aérospatiale, systèmes de résine à faible dégazage tels que EX1515 et LY556, fibres de carbone M55J, M40J, IM7 et autres fibres à haut module, ainsi qu’inserts qualifiés.

Stratifiés et traitements de surface

Empilements symétriques quasi isotropes, renforcements localisés, structures sandwich et noyaux en nid d’abeilles.
Traitements de surface comprenant le nickelage et le procédé SurTec 650.

Usinage CNC de précision

Usinage CNC de très haute précision, opérations de perçage, surfaces d’interface pour systèmes optiques et tolérances de fabrication de l’ordre du micromètre.

Assemblage et collage

Procédés de collage qualifiés utilisant des gabarits de collage développés en interne, collage d’inserts et solutions de fixation de miroirs de haute précision.

Métrologie et bake-out

Contrôle dimensionnel 3D, essais matériaux, cycles de bake-out, vérification du dégazage et procédés de nettoyage conformes aux exigences spatiales.

Pourquoi utiliser le PRFC pour les structures de télescopes ?

Trois matériaux dominent les applications de structures de télescopes spatiaux : Zerodur®, Invar et PRFC. Chacun possède son domaine d’excellence, mais pour les structures porteuses principales, nous privilégions le PRFC, car aucun autre matériau ne combine aussi efficacement rigidité, stabilité thermique et faible masse.

Volume de fabrication

Jusqu’à environ 1,5 m³. Des dimensions supérieures en longueur et en largeur sont possibles sur demande.

Matériaux

M55J · Fibres à haut module · Ester cyanate · EX1515

CTE

Ajustable jusqu’à environ 10⁻⁷ /K grâce à l’optimisation de l’empilement des stratifiés.

Dégazage

Qualifié conformément à la norme ECSS-Q-ST-70-02.

Tolérances des stratifiés

Tolérances typiques des structures en PRFC dans la plage du micromètre après usinage de précision.

Procédés de fabrication

Préimprégnés en autoclave, RTM (Resin Transfer Molding), enroulement filamentaire et moulage par compression à chaud.

Système de management de la qualité

EN 9100 · ISO 9001 · ESA SME

Solution clé en main

Approvisionnement → Fabrication → Traitement de surface → Assemblage

Une structure qualifiée pour le vol en huit étapes

Chaque structure de télescope fabriquée par Connova suit un processus clairement défini, depuis l’approvisionnement des matières premières jusqu’au bake-out final avant livraison. Chaque étape est documentée et entièrement traçable conformément aux exigences de la norme EN 9100.

Outils et composants

Approvisionnement en matériaux

02

Traitements de surface

03

Fabrication des stratifiés

04

Assemblage

05

Usinage de précision

06

Métrologie

07

Essais matériaux

08

Bake-out et livraison

„Dans l’espace, le succès d’une mission se joue à l’échelle du micromètre. Une structure de télescope doit préserver l’alignement optique pendant des années, malgré le vide spatial et les cycles thermiques. Notre objectif est simple : que la structure soit le dernier sujet de préoccupation de l’ingénieur optique. »

Responsable de projet Structures Spatiales · Groupe Connova

Silvan Ventura

Plus de 5 ans d’expérience dans la fabrication de structures en PRFC de haute précision pour les applications spatiales. Responsable des structures de télescopes et des plaques de base optiques au sein du Groupe Connova, depuis l’étude de faisabilité initiale jusqu’à la livraison qualifiée pour le vol.

Des structures de télescopes au service de la science

Trois missions actuelles de l’ESA auxquelles le Groupe Connova participe en tant que partenaire structurel, couvrant l’exploration des comètes, la surveillance européenne du CO₂ et la défense planétaire. Chaque projet présente ses propres défis techniques ainsi qu’un périmètre de fourniture clairement défini pour Connova.

Comet Interceptor — CoCa Baseplate

Comet Interceptor – Plaque de base optique CoCa

Plaque de base optique destinée à l’instrument Comet Camera de la première mission de l’ESA vers une comète primitive.

Comet Interceptor est la première mission de classe F de l’ESA et la première mission spatiale conçue pour rencontrer une comète primitive et dynamiquement nouvelle provenant du nuage d’Oort. Le vaisseau spatial sera positionné au point de Lagrange L2 et pourra attendre jusqu’à trois ans l’identification d’une cible appropriée avant d’effectuer sa manœuvre d’interception.

Le Groupe Connova fabrique la plaque de base optique du système CoCa (Comet Camera), principal instrument scientifique de la mission sous la direction de l’Université de Berne, Space Research and Planetary Sciences. Cette plaque supporte l’ensemble des composants optiques de la caméra CoCa au sein d’une structure en PRFC à stabilité dimensionnelle et à faible dégazage. Les exigences principales incluent une précision de l’ordre du micromètre pour les surfaces de montage optique, un comportement de dégazage qualifié conformément à la norme ECSS-Q-ST-70-02, ainsi qu’une stabilité thermique à long terme pendant toute la durée de la mission.

Classe de mission

ESA F-Class · Cosmic Vision

Objectif scientifique

Comète primitive provenant du nuage d’Oort

Composant fourni par Connova

Plaque de base optique CoCa

Responsable scientifique

Université de Berne · Space Research & Planetary Sciences
Périmètre de fourniture Connova
Comet Interceptor — CoCa Baseplate
Lancement : à partir de 2027

CO2M (Sentinel-7) – Structure de télescope

Structure porteuse destinée à la première mission européenne consacrée à la mesure directe des émissions anthropiques de CO₂.

CO2M, officiellement Copernicus Anthropogenic Carbon Dioxide Monitoring Mission, est la première mission d’extension du programme Copernicus Sentinel et fait partie du système Sentinel-7. Trois satellites identiques, CO2M-A, CO2M-B et CO2M-C, doivent être lancés à partir de 2027 afin de mesurer pour la première fois à l’échelle mondiale les émissions de CO₂ directement générées par les activités humaines. Cette mission constituera la principale source d’information satellitaire de l’Union européenne pour la vérification des engagements pris dans le cadre de l’Accord de Paris sur le climat.

Connova AG est partenaire structurel pour la structure de télescope en PRFC du spectromètre imageur CO₂/NO₂ développé par Thales Alenia Space Suisse. L’exigence principale consiste à fournir une structure porteuse à stabilité dimensionnelle capable de supporter un instrument mesurant les concentrations de CO₂ atmosphérique avec une précision de 0,7 ppm sur une largeur de fauchée de 250 km. À ce niveau de précision, la structure du télescope doit rester parfaitement stable. Le moindre déplacement thermique de quelques micromètres pourrait altérer la qualité des données climatiques.

Classe de mission

Copernicus Sentinel-7 · Constellation satellitaire

Constellation

3 satellites · 7,5 ans de durée opérationnelle

Précision de mesure

CO₂ · 0,7 ppm · Résolution de 2 × 2 km

Maître d’œuvre

Thales Alenia Space (France)
Périmètre de fourniture Connova
RAMSES – Structures de télescope CHANCES

RAMSES – Structures de télescope CHANCES

Structures destinées à l’instrument scientifique principal de la mission ESA consacrée au survol rapproché de l’astéroïde Apophis en 2029.

Le 13 avril 2029, l’astéroïde Apophis (d’un diamètre d’environ 375 mètres) passera à seulement 32 000 km de la Terre. Il s’agit d’un événement naturel exceptionnel qui ne se produit qu’une fois tous les 5 000 à 10 000 ans. La mission RAMSES (Rapid Apophis Mission for Space Safety) de l’ESA atteindra Apophis environ deux mois avant son passage rapproché et l’observera tout au long de cette rencontre historique, une première pour les missions de défense planétaire.

Le Groupe Connova fabrique les structures de télescope du système CHANCES, principal instrument scientifique de la mission dirigé par l’Université de Berne. CHANCES analysera les modifications de la surface de l’astéroïde provoquées par les forces de marée exercées par la Terre lors du survol. La structure doit répondre à une double exigence particulièrement complexe : résister aux charges de lancement en avril 2028 tout en garantissant une stabilité optique extrêmement élevée pendant les observations scientifiques réalisées en avril 2029. Le projet suit un calendrier de développement particulièrement accéléré. La mission a été définitivement approuvée par le Conseil ministériel de l’ESA en novembre 2025, imposant à l’ESA et à ses partenaires industriels un programme de développement extrêmement ambitieux. Connova AG a livré avec succès les cinq ensembles structurels en février 2026.

Classe de mission

ESA Space Safety · Mission à réponse rapide

Objectif scientifique

Astéroïde Apophis · Effets des forces de marée

Rencontre

13 avril 2029 · 32 000 km de la Terre

Composant fourni par Connova

Structures de télescope CHANCES
Périmètre de fourniture Connova

Questions fréquentes sur les structures de télescopes

Qu’est-ce qu’une structure de télescope en PRFC ?

Une structure de télescope en PRFC constitue le châssis porteur et le tube structurel d’un télescope spatial fabriqué en polymère renforcé de fibres de carbone. Elle maintient avec précision la relation géométrique entre les différents composants optiques, tels que les miroirs primaires, les miroirs secondaires et les détecteurs.

Le PRFC est privilégié parce qu’il combine une rigidité exceptionnelle avec une masse minimale. De plus, son coefficient de dilatation thermique peut être ajusté grâce à la conception du stratifié afin d’approcher zéro, ce qui est essentiel pour préserver l’alignement optique malgré les cycles thermiques rencontrés dans l’espace.

Nous fabriquons généralement des structures de télescopes jusqu’à un volume de construction d’environ 1,5 m³. Des géométries plus importantes, avec des dimensions accrues en longueur ou en largeur et des profils relativement plats, peuvent également être réalisées sur demande.

La dimension la plus économique dépend du procédé de fabrication retenu, des dimensions de l’autoclave et de la complexité des inserts. Lors de l’étude de faisabilité, nous définissons avec vous la configuration optimale pour votre application.

Nous travaillons avec des systèmes de matériaux qualifiés pour l’aérospatiale, notamment :

  • Fibres de carbone à haut module : M55J, M40J, IM7 et fibres de classe HM pour une rigidité maximale
  • Systèmes de résine à base d’ester cyanate : EX1515, caractérisés par une faible absorption d’humidité et une excellente stabilité dimensionnelle
  • Systèmes époxy qualifiés pour les applications spatiales avec un comportement de faible dégazage démontré
  • Structures sandwich : noyaux en nid d’abeilles aluminium offrant un rapport rigidité/poids optimal
  • Inserts et connecteurs en titane ou en Invar pour les interfaces critiques locales

Le faible dégazage (Low Outgassing) désigne l’exigence selon laquelle un matériau ne doit libérer que des quantités minimales de substances volatiles lorsqu’il est exposé au vide. Dans l’espace, ces substances peuvent contaminer des surfaces optiques sensibles telles que les miroirs, les lentilles et les détecteurs, compromettant ainsi les performances scientifiques de la mission.

Nous qualifions nos systèmes matériaux conformément à la norme ESA ECSS-Q-ST-70-02. Le processus final de bake-out élimine les solvants résiduels et l’humidité présents dans la structure avant son intégration dans le matériel de mission.

Les deux sont des structures porteuses en PRFC destinées aux systèmes optiques. La différence réside dans leur géométrie et leur fonction.

  • Structure de télescope — Structure tridimensionnelle (tube optique, structure spider, châssis porteur) maintenant avec précision la géométrie focale entre les miroirs primaire et secondaire.
  • Plaque de base optique — Plateforme plane, extrêmement précise et très rigide sur laquelle plusieurs composants optiques, tels que miroirs, lentilles et capteurs, sont montés dans une configuration bidimensionnelle. Elle est typiquement utilisée dans les instruments scientifiques. Dans de nombreux systèmes, la plaque de base optique constitue la fondation sur laquelle est montée la structure du télescope.

Nous fabriquons les deux types de structures. Pour plus d’informations sur nos capacités en matière de plaques de base optiques, consultez notre page dédiée Plaques de base optiques.

Envoyez-nous votre spécification technique, votre modèle CAO ou votre esquisse conceptuelle ainsi que le contexte de la mission via notre formulaire de contact ou directement à Silvan Ventura, Responsable de projet Structures Spatiales.

Sous quelques jours ouvrables, vous recevrez un premier retour technique comprenant une étude de faisabilité, une recommandation de matériaux et une proposition de procédé de fabrication adaptée. Si nécessaire, nous proposons également un processus de consultation technique gratuit afin d’affiner ensemble les spécifications du projet.

Autres solutions Connova pour les applications spatiales

Les structures de télescopes constituent l’un des principaux domaines d’activité de Connova dans le secteur spatial. Vous trouverez ci-dessous des sujets connexes.

Plaques de base optiques

Plaques de base en PRFC de haute précision pour instruments scientifiques, conçues comme des plateformes bidimensionnelles avec des tolérances de l’ordre du micromètre pour les applications de détection optique.
Applications typiques : CoCa, capteurs solaires et bancs optiques.

Support de miroir en PRFC pour le Giant Magellan Telescope

Découvrez comment nous avons fabriqué des supports de miroir pour l’un des projets astronomiques les plus ambitieux de notre époque. Étude de cas détaillée avec aperçu des procédés d’ingénierie et de fabrication.

Jambe d’atterrissage en PRFC pour Themis

Composants structurels principaux du système de jambe d’atterrissage du démonstrateur de lanceur réutilisable Themis (Almatech / ArianeGroup), destiné à la prochaine génération de technologies spatiales réutilisables en Europe.

Assurance qualité & EN 9100

Découvrez comment nous appliquons les exigences EN 9100 dans l’industrie spatiale, depuis le contrôle de réception jusqu’à l’inspection finale, en passant par la fabrication qualifiée, le bake-out, les contrôles non destructifs (CND/NDT) et la métrologie 3D. Traçabilité complète sur l’ensemble du processus de production.