Septembre 2010, Black Rock Desert, Nevada, USA. Mis en oeuvre par Rafik Meziani, Damien Lieber, Mathieu Riedinger et Florent Bouchoux.

1. Projet Altaïr II - Débriefing
CLES-FACIL 2010
CLES-FACIL BDE INSA Lyon - CLES FACIL 20, Avenue Albert Einstein 69621 VILLEUBANNE CEDEX T 04.72.43.72.75 M 06.43.81.41.84
cles-facil@insa-lyon.fr http://www.cles-facil.fr

2. CLES-FACIL (INSA de Lyon)
Index
Présentation du projet 3
Définition et objectifs du projet Altaïr 3
Définition d’un CanSat 3
Histoire et palmarès 3
Compétition espagnole 2nd International CanSat Competition, Madrid
3
Poursuite du développement
4
Compétition française C’Space 2010
4
Développement 5
Améliorations Mécaniques 5
Améliorations Electroniques 6
Organisation et communication 8
ARLISS 1
Présentation 1
Exploitation des résultats 4
Exploitation des résultats 4
Altitude GPS 4
Position GPS 5
Vitesse verticale GPS 6
Vitesse horizontale GPS 7
Simulation de trajectoire 8
Projet Altaïr II : Rapport de débriefing 1

3. CLES-FACIL (INSA de Lyon)
Conclusion 10
Bilan positif 10
Découverte d’un tout autre type de compétition 10
Perspectives d’avenir 10
Remerciements 12
Sponsors et mécènes 12
Organisateurs et rencontres sur place 12
Projet Altaïr II : Rapport de débriefing 2

4. CLES-FACIL (INSA de Lyon)
Présentation du projet
Définition et objectifs du projet Altaïr
Le projet Altaïr est un projet du CLES-FACIL (Club Lyonnais d’Expérimentations Spatiales), le club aérospatial de l’école
d’ingénieurs INSA de Lyon.
Né en Septembre 2009 de la réunion de quatre membres ayant de l’expérience au club, il consiste en le développement
d’un CanSat sur le long terme. Réunissant l’expérience acquise par le CLES-FACIL au travers de ses trois précédentes
générations de CanSats, Altaïr se voulait être le fer de lance de l’association et renforcerait sa popularité et sa dynamique.
Définition d’un CanSat
Le mot CanSat est la contraction de “Canette” et “Satellite” (en anglais, “Can” et “Satellite”). Il s’agit d’une expérience
volante tenant dans la taille et poids d’une canette de soda.
Plusieurs catégories d’expériences CanSat existent, les plus répandues étant la télémesure ou le retour à la cible.
Altaïr est dans la catégorie “Comeback”, soit retour à la cible. Il dirige une voile de parapente à partir de ses données GPS
depuis une altitude de largage variant selon les compétitions, entre 500m et 3000m.
Histoire et palmarès
Altaïr est né en septembre 2009, suite à la réunion de quatre anciens du club: Florent Bouchoux, Mathieu Riedinger, Rafik
Meziani, Damien Lieber.
Compétition espagnole 2nd International CanSat Competition, Madrid
Son premier objectif était de participer à la compétition espagnole internationale à Madrid, en avril 2010.
Nous avions donc 6 mois pour développer le premier CanSat et trouver les sponsors permettant le voyage (le premier
voyage hors des frontières pour le club!). Thalès et l’INSA de Lyon nous ont donné les moyens de décoller le 8 avril pour
l’Espagne, où nous allions lancer la première fois Altaïr en situation réelle.
Malheureusement, une erreur de mise en oeuvre des pyrotechniciens a provoqué le crash de la fusée et du satellite. Malgré
cela et grâce à la qualité du projet, le jury a décerné à Altaïr le second prix de la compétition All You Can Fly 2010. Un
succès et une expérience très motivants pour toute l’équipe et le club.
Projet Altaïr II : Rapport de débriefing 3

5. CLES-FACIL (INSA de Lyon)
Poursuite du développement
Un mois plus tard, alors que nous tirions les conclusions de notre voyage en Espagne et préparions une deuxième version
améliorée du projet pour la compétition française internationale C’Space 2010, nos amis japonais nous ont contacté par
email.
Ils nous invitaient à participer à la plus prestigieuse et ancienne compétition de CanSats au monde, la compétition ARLISS,
aux Etats-Unis.
La perspective de participer à ARLISS était des plus attirantes, mais nos moyens limités nous laissaient peu d’espoir.
Néanmoins, nous avons demandé à rencontrer Fondation INSA, l’association des ingénieurs INSA, pour évoquer ce
nouveau projet. Grâce à leur généreux soutien, nous avions une base suffisament solide pour nous inscrire à Arliss 2010!
Le sponsoring financier d’Arianespace, Thalès, CPE Lyon mais aussi d’autres entreprises comme ATIS Systems et Cervin, a
permit à l’équipe de rentrer dans les budgets qu’imposent un tel voyage.
En parallèle, nous avons développé un CanSat des plus aboutis, forts de l’expérience acquise lors de la première version du
projet.
Compétition française C’Space 2010
A trois semaines de notre départ pour les Etats-Unis, Altaïr II était pour la première fois mis en oeuvre au C’Space 2010, à
Biscarosse.
Après deux vols, un depuis le dirigeable du CNES et l’autre depuis la fusée du CLES-FACIL, le jury lui descerna le premier
prix. Le fruit d’un travail intense de trois mois, qui confirma nos attentes et rajouta un trophée au palmarès de l’équipe avant
de décoller pour la plus grande compétition au monde, ARLISS.
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6. CLES-FACIL (INSA de Lyon)
Développement
Améliorations Mécaniques
La première version avait une disposition des servos-moteur couchés et un diamètre de roue de 45 mm. Le décrochement
imposait une dissymétrie qui gênait au centrage du module radio et à son insertion ; de plus l’alignement était difficile avec
les quatre parties du bloc.
Pour la deuxième version, le choix c’est porté sur une disposition verticale et centré des servos moteurs ce qui nous a
permis de libérer de l’espace pour le centrage du module radio. Le bloc à été réduit à deux éléments qui permettent
remplacement d’un servomoteur sans démontage de l’ensemble lors d’une maintenance.
Les roues sont passées à un diamètre de 40mm, avec un design différent pour chacune, l’une facilitant l’insertion et le
blocage du crochet de l’éjecteur sans rajout de pièces supplémentaires.
Renfort également de la batterie par un bloc protecteur en cas de chocs.
Nouveau montant en polycarbonate au lieu du plexiglas avec une reprise de la forme général sur le diamètre qui nous à
permis de renforcer le cansat et aussi un meilleur « fitting » avec la coque.
A noter que le nouveau design de la carte électronique répond à l’interconnexion des différents éléments positionner dans la
mécanique, pour faciliter l’inter-connectivité et le passage des divers câbles grâce aussi à l’espace libéré pour la carte.
La masse global de notre système est de 260 grammes, donc largement inferieur à la limite des 350 grammes.
Altaïr I Altaïr II
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7. CLES-FACIL (INSA de Lyon)
Améliorations Electroniques
Grâce à une conception entièrement nouvelle débutée en 2009, la partie électronique et informatique embarquée a donné
entière satisfaction lors de la compétition.
Malgré sa grande complexité, le système électronique du CANSAT n’a connu aucun incident durant la compétition. Il est
constitué des éléments suivants :
Un processeur embarqué pour les calculs de trajectographie en temps réel ;
Un GPS rapide pour le positionnement par satellites ;
Un système d’alimentation autonome constitué d’une batterie nouvelle génération au Lithium-Cobalt et d’un
circuit de charge innovant ;
Un système de télémesure & contrôle déporté par radio, utilisant les nouvelles bandes libres ISM à 500mW ;
Une partie commande numérique pour régler les servo-moteurs utilisés pour tourner les roues sur lesquelles sont
fixées les suspentes du parapente.
Mis à part quelques problèmes de portée sur la partie télémesure, tous les autres sous-systèmes ont fonctionné à 100%
comme prévu ; le cahier des charges de départ a pu être parfaitement respecté.
La station de réception télémesure au sol (GSE - Ground Station Equipment) a également donné entière satisfaction grâce à
son conditionnement dans une mallette PELI étanche.
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8. CLES-FACIL (INSA de Lyon)
Le défi à relever était pourtant de taille, avec une poussière omniprésente dans le désert – y compris durant des tempêtes
de sable ! – ainsi que de forts écarts de température.
L’impact très rude à l’atterrissage (70km/h) n’a pas endommagé l’électronique du CANSAT ; qui était toujours fonctionelle et
a permis de retrouver le CANSAT très rapidement grâce à la localisation GPS + radio.
Initialisation des coordonnées de la cible Récupération du CanSat voile repliée
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9. CLES-FACIL (INSA de Lyon)
Organisation et communication
Altaïr et ses imposants budgets ont demandé une réorganisation de la communication au club.
Nous avons donc mis un fort accent sur la communication, par la publication d’image de synthèses avant la construction,
de vidéos, DVDs, cartes de visites, et la publication d’un nouveau site internet dédié au projet.
Nous avons fait une longue et poussée recherche de potentiels sponsors sur internet, et crée une première base de
contacts sous Excel, avant de migrer vers un système CRM SalesForce pour Altaïr III.
Nous avons représenté nos sponsors sur tous les étuis dans lesquels étaient distribuées nos cartes de visite, sur des
autocollants collés sur les équipements et le projet, ainsi que sur tous les supports de communication numériques.
Les Premium Partners, sponsors dont la contribution au projet fut considérable, ont été mis en valeur tout au long du projet.
Nous les avons mis en avant à chaque affichage de nos sponsors, nous avons collé leur autocollant sur le projet, et cité
leurs noms au micro avant le compte à rebours.
Altaïr a été un grand pas en avant dans la communication au club, et nous souhaitons continuer sur cette voie pour les
projets futurs!
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10. CLES-FACIL (INSA de Lyon)
ARLISS
Présentation
ARLISS ( A Rocket Launch for International Student Satellites )
Pour l’équipe du projet Altair, Arliss à été une grande expérience; nous y avons été accueilli très chaleureusement.
L’organisation depuis les inscriptions jusqu'à la campagne à été très clair et efficace. Toutes les informations sur le site
internet ainsi que les diverses correspondances avec l'organisatrice Becky (Aeropac), nous ont permis d'organiser notre
voyage et notre participation avec une grande facilité.
Arrivés dans le désert nous avons trouver le site grâce aux balisage, nous y avons découvert toute l'infrastructure nécessaire
pour la préparation ainsi qu'une aire de lancement avec plusieurs pas de tir, qui permettaient la préparation en parallèle de
plusieurs projets, et un camion de télémesure qui nous donnait tout les paramètres nécessaire avec une grande précision tel
que la météo, vitesse de vent, mais aussi des commodités tel que le suivi vidéo, un accès internet wifi pour tous ainsi que
les transmissions sur internet en streaming temps réel des décollages.
Le site de lancement était partagé
entre les tentes club cote à cote et
les "rocketers" expérimentés
qui préparaient leurs fusées aux différents types de projets à embarquer.
Comme la taille des expériences diffères suivant la classe, les fusées étaient de différents type pour pouvoir accueillir la
charge utile. Ainsi, les clubs s'accordent dès le début avec les organisateurs pour leur attribuer des fusées qui
peuvent resservir plusieurs fois dans la journée (exception étant faite au club qui ont leur propre fusée et expériences).
Nous avons particulièrement apprécié la grande fluidité du déroulement ainsi que la disponibilité et la serviabilité
des membres.
Pour rappel, Arliss est partagé en deux type de compétitions: la compétition "come back" qui consiste à se rapprocher le
plus près de la cible et la compétition "challenge" qui évalue la difficulté à accomplir la mission.
Les participants avaient différents moyens d'y arriver, et la compétition ne fait pas la distinction des classes (c'est à
dire la taille du projet). Ainsi, Altair concourait avec d'autres projets de volumes beaucoup plus important, mais aussi de
conception totalement différente.
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11. CLES-FACIL (INSA de Lyon)
Il y avait évidemment des voiles souple de type parapente, mais aussi des ailes rigide,et le dernier type pour la grande
majorité de cette édition était des "rovers", système à deux roues (ou quatre) qui ne se dirige qu’une fois au sol et
après s'être débarrassé du parachute (non contrôlé).
Ce que nous avons appris pendant la compétition c'est que chaque club peut lancer autant de fois qu'il le souhaite pour
régler et affiner sa stratégie à condition de payer chaque nouveau propulseur (150$ pour la classe internationale, 300$ pour
l’”open class”). Nous étions très surpris car cela diffère énormément de ce que nous connaissions, et nous nous n’étions
préparés que pour un tir unique. Un autre lancer nous aurait permit de fiabiliser le système éjecteur.
Finalement on peux dire que ce n'est pas la manière d'y arriver qui compte mais bien d'atteindre l'objectif, peux importe le
nombre d'essais et d'échecs.
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12. CLES-FACIL (INSA de Lyon)
Seoul National University, Corée
Platinum Star, Japon
1er prix
University of Hawaii
2e prix
Heimdal High School, Norvège
Wolve’Z 2010, Japon
3e prix
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13. CLES-FACIL (INSA de Lyon)
Exploitation des résultats
Exploitation des résultats
Comme prévu, le vol s’est parfaitement déroulé et l’équipe a pu récupérer la quasi-intégralité des données de vol transmises
en temps réel grâce au système de télémesure radio à grande portée.
Altitude GPS
On peut visualiser le décollage de la fusée, son apogée à plus de 4000m d’altitude, puis la descente du module CANSAT
après son éjection.
On constate un petit décrochage de la liaison downlink juste avant l’apogée, due à un problème de polarisation radio
(l’antenne du module étant en polarisation horizontale, alors que l’antenne de la GSE était en polarisation verticale). Cela
n’affecte pas le reste du vol et les données sont parfaitement reçues à une fréquence de 5Hz durant le reste du vol.
Projet Altaïr II : Rapport de débriefing 4

14. CLES-FACIL (INSA de Lyon)
Position GPS
On peut visualiser le décollage de la fusée, son apogée à plus de 4000m d’altitude, puis la descente du module CANSAT
après son éjection.
Les coordonnées, initialement sous forme de trames binaires NMEA, sont d’abord converties en coordonnées angulaires
(latitude et longitude). Ensuite, une conversion en format UTM (projections transverses de Mercator, effectuées sur des
zones de petite taille) est effectuée afin de pouvoir récupérer l’information de distance et d’angle. Une normalisation est enfin
effectuée afin de rendre lisibles les résultats.
Projet Altaïr II : Rapport de débriefing 5

15. CLES-FACIL (INSA de Lyon)
Vitesse verticale GPS
Le tracé de la vitesse verticale permet de bien se rendre compte des vitesses de descente du CANSAT. On constate que la
descente sous le grand parachute permet une vitesse de descente d’environ 4 m/s (ce qui correspond aux spécifications de
ce genre de parachute lorsqu’il n’y a pas de vent) ; la vitesse de descente sous voile (non stabilisée) est en moyenne de
20m/s (y compris à l’impact au sol, soit une vitesse de l’ordre de 70km/h).
La vitesse de descente maximale est atteinte juste après l’éjection du grand parachute, on atteint alors la vitesse de 110 km/
h en descente.
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16. CLES-FACIL (INSA de Lyon)
Vitesse horizontale GPS
La vitesse horizontale moyenne est toujours située aux alentours de 8m/s, ce qui correspond à la vitesse du vent (en effet, le
parachute de stabilisation n’induit pas de vitesse horizontale car son profil est à symétrie centrale).
Les cycloïdes sont provoquées par un effet de balancier du CANSAT sous le grand parachute, qui se comporte comme un
pendule oscillant. La voile en revanche avance à une vitesse constante, correspondant à la vitesse moyenne de celle du
CANSAT.
On remarque cependant que la période de rotation du CANSAT est d’approximativement 30s, ce qui est très grand et
correspond à une énergie cinétique interne relativement faible. On peut donc considérer que la mission de stabilisation est
remplie – lorsque la stabilisation n’est pas effectuée, on a des périodes de cycloïdes de l’ordre de la seconde, d’autant plus
rapides que les suspentes sont longues.
Après l’éjection, la voile ne s’ouvre pas correctement, par conséquent la vitesse horizontale ne change pas et correspond
uniquement au vent.
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17. CLES-FACIL (INSA de Lyon)
Simulation de trajectoire
On a ici utilisé l’algorithme implémenté dans le CANSAT consistant à effectuer un calcul itératif pour trouver le type de
trajectoire à effectuer, utilisant la technique de l’horizon fuyant – les ressources de calcul étant limités, seul ce type
d’algorithme est utilisable.
Le modèle se base sur les paramètres suivants :
Vitesse de descente : - 4 m/s
Finesse de la voile : variable
Trajectoires limitées à deux bank angle différents optimisés
Hauteur de largage : 3000 m
Prise en compte du vent comme dans la réalité le jour du lancement
Les points atteignables sont colorés en rouge, on a en bleu la trajectoire réelle :
Projet Altaïr II : Rapport de débriefing 8

18. CLES-FACIL (INSA de Lyon)
La cible étant située dans la partie gauche du graphique, il aurait été impossible de l’atteindre en raison de la faible finesse
de la voile qui ne permet pas, en présence de vent, de revenir en arrière suffisamment pour aller vers la cible.
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19. CLES-FACIL (INSA de Lyon)
Conclusion
Bilan positif
En conclusion, nous voulons dire que nous tirons du projet Altaïr II un bilan très positif.
Malgré l’absence de résultats concrets à ARLISS 2010, nous avons validé nombre de nos améliorations. De plus, le premier
prix CNES du C’Space 2010 met en avant la qualité du projet, et rajoute un trophée sur les étagères du club.
Sur le plan de la communication, nous nous sommes nettement amélioré au travers d’Altair et avons déjà un solide réseau
de partenaires industriels pour espérer continuer à faire évoluer notre projet.
Découverte d’un tout autre type de compétition
Sur le plan de l’expérience, notre voyage à ARLISS fut extrêmement riche en enseignements et rencontres.
L’organisation y est totalement différente de celle qu’on trouve en Europe, avec des possiblités de lancement beaucoup plus
élargies encourageant fortement l’expérimentation.
Le plafond aérien, les différentes tailles de fusées et propulseurs nous permet d’envoyer à plusieurs reprise notre expérience
tout en l’améliorant entre chaque lancement. Le principe d’ARLISS, qui se base sur des rocketers “amateurs” développant
des fusées de grande qualité, rend la compétition plus fluide et chaleureuse.
ARLISS était à l’unanimité la meilleure compétition à laquelle nous avons participé, un rendez-vous important pour tous les
passionnés de l’aérospatial. Nous en étions extrêmement contents et en sommes revenus avec de nouvelles perspectives et
points de vue pour nos activités d’expérimentations spatiales
Perspectives d’avenir
Nous souhaitons de tout coeur repartir l’année prochaine pour ARLISS 2010, étant préparé cette fois pour une campagne
de test plutôt qu’une compétition. Nous aurons donc notamment à prévoir dans nos budgets l’achat de plusieurs
propulseurs, mais peut-être aussi plusieurs prototypes.
Egalement, nous avons été invité à envoyer notre fusée dans le désert américain, ce qui serait possible en l’envoyant par
colis quelques semaines avant. Nous pourrions ainsi atteindre des altitudes très interressantes, et élargir notre expérience.
Les enseignements tirés lors du développement et sur place vont être transmis au reste du club pour en améliorer la
dynamique. Nous avons déjà commencé lors du recrutement des nouveaux membres du CLES-FACIL pour 2010-2011,
avec des affiches et des présentations attrayantes, la réalisation d’un mur d’honneur, des idées de nouveaux projets et
expériences au cours de l’année.
Enfin, nous avons été chaleureusement invité par Mr. Shinichi Nakasuka de participer à la compétition CanSat japonaise à
Tokyo. Une telle expérience renforcerait nos liens avec nos amis japonais, très actifs dans le domaine des CanSats, et
élargirait encore notre expérience en découvrant un autre type de compétition, et d’autres projets.
Nous sommes déterminés à faire tout notre possible pour concrétiser ce projet d’ici ce printemps!
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20. CLES-FACIL (INSA de Lyon)
Rafik MEZIANI Mathieu RIEDINGER Damien LIEBER Florent BOUCHOUX
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21. CLES-FACIL (INSA de Lyon)
Remerciements
Sans vous, rien n’aurait été possible !!! Merci infiniment à:
Sponsors et mécènes
Alexis Méténier - Fondation INSA de Lyon
Jacques Denavaut – Arianespace
Emilie Viez et Claire Semerie - Thalès
Thierry Tizon,Gérard Pignault, Gérard Privat, - CPE Lyon
Bertrand Reynaud – PELI
Vincent Pidoux - BLOX
Jean-Louis Guerry - Atis System
Jean-Jacques Sacenda - Cervin
Stéphane Oillic - NeoMore
Daniel Ozarowski - Würth Eletronik
Olivier Sanguy - Enjoy Space
Yannick Ponnet - Le Progrès
Alain Juge - Membre fondateur du CLES-FACIL
Nicolas Pillet - CNES
Emmanuel Jolly - Planètes Sciences
Organisateurs et rencontres sur place
Becky & Jim Green - Organisateurs d’Arliss
Dave - Lanceur d’Altaïr II
Jim – Camion Télémesure
Allen J Palmer, , - rencontre très amicale avec ces rocketers expérimentés
Dr. Shinichi Nakazuka , Hiroaki Akiyama &Shusaku Yamaura- IfES(Institute for Education on Space)
Dr Shinichi Nakasuka
Giovanni Bruno Selmi - Patron du Bruno’s Country Club 1950
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22. CLES-FACIL (INSA de Lyon)
Projet Altaïr II : Rapport de débriefing 13