Lancement d'un Master en systèmes spatiaux

Bien avant le début du cours, le petit amphithéâtre E41 du bâtiment principal de l'ETH Zurich est déjà presque plein. Les étudiantes et étudiants attendent avec impatience l'arrivée de leur conférencier, qui doit donner son premier cours dans le cadre du programme de master en systèmes spatiaux de l'ETH Zurich.

Thomas Zurbuchen arrive à l'heure, un café à la main. Il commence son cours par un défi : ses étudiants et étudiantes peuvent s'attendre à bénéficier de ses profondes relations dans l'industrie spatiale, mais en retour, il attend d'eux qu'elles et ils se taillent une place dans l'industrie une fois leur master obtenu - comme l'ont fait nombre de ses anciens étudiants et étudiantes lorsque Thomas Zurbuchen dirigeait le département scientifique de la NASA. Plusieurs de ses anciennes protégées et protégés travaillent chez SpaceX, et l'un d'eux était l'ingénieur des systèmes de mission pour la mission DART, qui visait à démontrer la capacité de la NASA à intercepter un astéroïde. «C'est le genre d'excellence que j'attends de vous, voire mieux», dit-il.

C'est d'ailleurs à l'initiative de Thomas Zurbuchen que l'ETH Zurich a commencé à proposer un programme de master en systèmes spatiaux. En 2023, il a présenté à l'ETH Zurich sa vision d'un programme d'études destiné à former la prochaine génération de professionnels et professionnelles de l'industrie spatiale. Son idée a touché une corde sensible, tant au sein de l'ETH Zurich que parmi les étudiantes et étudiants, suscitant une réponse enthousiaste non seulement de la part d'ARIS - une association estudiantine qui se consacre à l'avancement de l'exploration spatiale - mais aussi de la part d'étudiants et étudiantes en astrophysique et en sciences planétaires. Le programme a été lancé à la mi-septembre 2024 avec une cohorte de 28 personnes. L'offre initiale de 30 places a attiré 90 candidatures, dont 35 ont été acceptées, 7 candidats et candidates s'étant ensuite désistées.

Un rapide tour de table lors de ce premier cours met en évidence les différences de formation : le premier intervenant est un spécialiste des matériaux, suivi d'un ingénieur en mécanique, d'une spécialiste des sciences de la Terre, d'une physicienne, d'un biochimiste et d'un informaticien.

À la tête du programme se trouve le géophysicien Simon Stähler, directeur du Master en systèmes spatiaux. Depuis le début, son travail consiste à traduire la vision de Thomas Zurbuchen en réalité, à développer le programme d'études et à décider quels départements universitaires doivent être impliqués et quels nouveaux cours doivent être conçus.

Une approche systémique

L'ingénierie des systèmes est au cœur de ce cours. Les étudiants et étudiantes apprennent à connaître les principaux sous-systèmes d'un engin spatial et leurs interactions. L'objectif est de leur donner les connaissances nécessaires pour assembler un instrument scientifique et, sur cette base, concevoir un vaisseau spatial complet. «Nous voulons encourager les étudiantes et étudiants à penser en termes de systèmes», explique Simon Stähler. Ces ingénieurs et ingénieures systèmes en herbe doivent également savoir quoi faire si l'instrument scientifique prévu à l'origine s'agrandit soudainement parce que les chercheuses et chercheurs de la mission décident qu'ils et elles veulent une caméra plus grande. «Il s'agit d'apprendre à estimer les coûts et à s'assurer qu'ils ne deviennent pas incontrôlables», explique Simon Stähler.

Les enseignantes et enseignants préparent le terrain en expliquant que les ingénieurs et ingénieures et les scientifiques doivent trouver un langage commun. «Si un ou une scientifique dit qu'elle ou il a besoin d'un instrument deux fois plus grand, il est possible qu'il ou elle veuille simplement une meilleure résolution, et il y a d'autres moyens d'y parvenir qu'en doublant simplement la taille de l'instrument», explique Simon Stähler. Il parle en connaissance de cause, puisqu'il a travaillé sur la mission InSight de la NASA, qui a exploré l'intérieur de Mars.

Le concret plutôt que l'abstrait

Les étudiants et étudiantes du cours travailleront principalement sur des projets concrets et développeront des instruments pour des missions spatiales en collaboration avec des partenaires industriels. Les organisateurs et organisatrices du cours ont reçu à la mi-septembre des propositions de missions spatiales de la part de partenaires potentiels, et les étudiantes et étudiants ont déjà commencé à proposer des idées, comme par exemple une méthode de mesure de l'épaisseur de la neige dans les Alpes à l'aide d'un radar embarqué sur un satellite. Le calcul de la taille et du coût d'un tel satellite fait également partie du cahier des charges des étudiants et étudiantes.

«Nous ne cherchons pas à former des théoriciens et théoriciennes», explique Florian Kehl, maître de conférences au département des sciences de la terre et des planètes, qui enseigne également dans le cadre du nouveau programme de master et conçoit spécifiquement des cours en laboratoire afin d'offrir aux étudiantes et étudiants une expérience pratique. Le cursus combinera théorie et pratique tout en encourageant une collaboration étroite avec les entreprises et l'industrie. «Nous avons contacté des entreprises spatiales et leur avons demandé de quel type de diplômés et diplômées elles avaient besoin, et nous avons conçu les cours sur cette base», explique-t-il.

Autre nouveauté : les étudiantes et étudiants devront s'attaquer à ces projets au sein de groupes interdisciplinaires. «Nous ne voulons pas d'une équipe composée uniquement d'ingénieurs et ingénieures en mécanique ou de spécialistes des sciences de la Terre», explique Florian Kehl.

Un intérêt croissant

Le nouveau programme de master de l'ETH Zurich en systèmes spatiaux a suscité un intérêt considérable non seulement de la part des étudiants et étudiantes des universités suisses, mais aussi du monde entier. «Des dizaines de candidates et candidats internationaux ont déjà manifesté leur intérêt», déclare Simon Stähler. «Nous recevons même des demandes d'étudiants et étudiantes d'universités réputées pour leurs cours d'ingénierie aérospatiale, comme Milan, Toulouse et Munich.» L'ETH Zurich a commencé à accepter les candidatures internationales en novembre.

Simon Stähler souligne toutefois que l'objectif du programme de l'ETH Zurich est différent de celui de Toulouse, Munich ou Milan : «Nous n'avons personne ici qui apprend exclusivement à travailler sur des moteurs de fusée. L'ETH Zurich n'a pas encore de chaire dans ce domaine».

Préparation avec ARIS

Maximilian Leeb est l'un des étudiants qui a été accepté pour le cours. Titulaire d'une licence en chimie et d'une licence en génie mécanique, son objectif est désormais d'approfondir ses connaissances dans le domaine des systèmes spatiaux. L'aspect du cours qui l'attire le plus est l'approche de l'ingénierie des systèmes, et il apprécie l'accent mis sur les compétences pratiques plutôt que sur les connaissances théoriques - un point repris par sa camarade Chloé Pilloud : «J'espère que nous obtiendrons beaucoup d'informations nouvelles sur l'état actuel de l'industrie spatiale et que nous aurons une idée de la façon dont elle évolue dans le monde.»

Chloé Pilloud est actuellement présidente de l'association ARIS, un poste qui lui a permis d'assouvir son enthousiasme pour l'espace. «Être présidente d'ARIS est une véritable expérience d'apprentissage. L'association me donne de nombreuses occasions de m'épanouir dans ce rôle et d'en apprendre davantage sur moi-même», déclare-t-elle. L'étudiante prend également plaisir à développer son propre style de leadership, ce qu'elle pourra mettre à profit dans le cadre du programme de master : «Nous réalisons toutes sortes de projets, dont certains impliquent déjà l'industrie. Nous devons donc maîtriser tous les aspects techniques, mais la direction de projet est également très importante.»

Maximilian Leeb a également de l'expérience avec ARIS : il a rejoint l'association pendant ses études de chimie et y a travaillé jusqu'à la fin de son bachelor en génie mécanique. Pendant cette période, il a travaillé sur un moteur de fusée hybride et sur plusieurs fusées. Il recommande vivement ARIS à tous les étudiants et étudiantes intéressées par le vol spatial. «Peu importe la matière que vous étudiez, vous pouvez toujours participer à ARIS. Si vous êtes passionné ou passionnée par les voyages dans l'espace, la porte est toujours ouverte», déclare-t-il. «J'ai beaucoup appris en travaillant chez ARIS, que ce soit dans le cadre de mes cours ou à bien d'autres égards.»

Néanmoins, il précise que les étudiants et étudiantes doivent veiller à ce que leur enthousiasme pour les projets ARIS ne les conduise pas à négliger leurs études. «Il faut être conscient qu'en s'impliquant trop fortement dans une association comme ARIS, on risque d'affecter ses notes», prévient-il.

Ni lui ni sa camarade Chloé Pilloud n'ont actuellement de carrière précise en tête, et Maximilian Leeb ne sait pas où il pourrait se trouver dans cinq ans. «Je m'imagine dans une entreprise liée à l'aérospatiale où je pourrais appliquer mes connaissances en ingénierie des systèmes. C'est ce qui m'intéresse le plus», déclare-t-il. «Et Thomas Zurbuchen l'enseigne très bien !» Chloé Pilloud, quant à lui, rêve de devenir astronaute. «J'espère que ce programme de master contribuera à la réalisation de ce rêve», dit-elle.