JUICE : avant le départ pour Jupiter, entretien avec son chef de projet

Quelques jours après la visite à la rencontre de JUICE, nous avons pu échanger avec le chef de projet chez Airbus Defence & Space, Cyril Cavel. En équipe, ils donnent les dernières touches à leur « bébé » qui partira dans un an pour les lunes de Jupiter.

Retrouvez notre reportage dans la salle blanche avec la sonde JUICE, où les équipes préparaient le véhicule pour ses tests.

Clubic - Pouvez-vous nous décrire votre rôle par rapport à la mission, et ce qu'il implique au jour le jour ?

Je suis le chef de projet de JUICE, ce qui signifie que j'ai la charge de coordonner l'équipe industrielle d'Airbus Defence & Space et de ses sous-traitants. Cela représente au jour le jour environ 150 personnes chez Airbus et 80 entreprises sous-traitantes, mais comme JUICE est une mission qui s'est organisée sur deux sites entre Toulouse et Friedrichshafen et qu'elle a fait intervenir des équipes multiples (y compris des USA) chez nos partenaires, je pense que ce sont environ 1 000 personnes qui ont travaillé et continuent aujourd'hui de s'investir autour de la sonde !

Mon rôle au quotidien consiste à animer l'équipe, à conduire au nom d'Airbus le contrat que nous avons signé avec l'Agence Spatiale Européenne (ESA). De façon très officielle, je m'assure que nous remplissons toutes les exigences contractuelles en temps, en budget et en qualité… De façon plus informelle, c'est du management au quotidien de plusieurs équipes, avec lesquelles j'échange sur l'avancée de JUICE, sur les défis que nous rencontrons, sur les tests, les achats, etc. C'est un travail de coordination, mais pour lequel il faut constamment garder un œil sur l'avenir et prévenir les risques. C'est un poste qui me tient très à cœur, que je vois un peu comme celui d'un « chasse neige » : je tente au maximum d'écarter les soucis qui sont devant nous pour pouvoir avancer.

Depuis combien de temps travaillez-vous sur ce projet ?

Je travaille sur JUICE depuis 2014, j'ai rejoint le projet avant même qu'Airbus DS ne fasse sa proposition à l'ESA dans le cadre de la mise en concurrence industrielle. A l'époque j'étais responsable système adjoint, en quelque sorte « ingénieur en chef ». Puis entre 2018 et 2020, j'ai été le responsable industriel de JUICE, il s'agissait alors de coordonner les approvisionnements, les livraisons, les partenaires industriels… Et depuis, je suis le chef de projet. En étant impliqué depuis le départ, je veux dépasser un peu le côté rigide « client / fournisseur » qui nous unit avec l'agence, et impliquer un maximum de monde autour de JUICE, pour ne former qu'une seule grande équipe.

Est-ce qu'il n'y a pas au bout d'un moment une part d'affect, qui fait que c'est un peu votre bébé que vous allez regarder partir ?

Oh oui, JUICE est en quelque sorte notre bébé ! Il y a beaucoup d'affect dans ce projet… Par ailleurs, ce n'est pas que la sonde, même si elle est au centre de l'attention. Nous travaillons ensemble depuis longtemps et l'équipe est à taille humaine donc c'est un peu une grande famille. Je pense connaître un peu tous ceux qui sont engagés sur la durée comme moi, donc ce n'est pas « mon » bébé, mais le nôtre.

Quand vous la voyez ces derniers jours, vous voyez plutôt ce qu'il reste à faire ou bien le travail accompli ?

Les deux, c'est sûr ! La sonde en ce moment, nous la voyons changer tous les jours. Donc d'une part, on s'intéresse à ce qui vient de se passer, parce que les travaux que nous menons avec les couvertures MLI (Multi-Layered Insulation) sont sur l'extérieur, donc sont très notables… Et qu'il faut vérifier que tout est correct ! Dans mon rôle, c'est important d'exécuter le plan pour pouvoir livrer JUICE, mais je trouve que c'est aussi capital de rappeler à tous qu'il faut de temps en temps regarder en arrière. Parce que nous arrivons au bout, et je vois plusieurs personnes qui sont absorbées dans leur tâche… Parfois il faut savoir prendre un peu de recul et se dire « ensemble, on a construit ça ! »

Il me semble que JUICE est arrivée en août dernier, en quelques mots en quoi ont consisté ces derniers mois ?

Oui, elle est arrivée en août à Toulouse, après une grande phase d'assemblage en Allemagne à Friedrichshafen, puis des tests à l'ESA aux Pays Bas (ESTEC). Depuis, le temps est passé très vite ! Nous avons remplacé certains équipements qui étaient installés pour les tests mais qui n'étaient pas des modèles de vol finaux, nous avons continué l'assemblage de la sonde, et préparé le plan des essais qui arrivent dans les prochaines semaines et prochains mois. D'abord la compatibilité électromagnétique, que l'on appelle aussi essais rayonnés, pour être certains notamment que l'environnement électrique et magnétique induit par la sonde lors des survols et autour de Jupiter ne perturbera pas ses instruments… et que les équipements de JUICE elle-même ne perturbent pas les mesures. On teste les antennes, on vérifie les exigences de « propreté » électromagnétique qui nous sont demandées pour évoluer autour de Jupiter et y faire des mesures. C'est un véritable challenge… Mais il n'y a que comme ça que nous saurons si la sonde est prête pour sa mission.

En quoi s'occuper de JUICE est différent du travail qui a lieu à quelques dizaines de mètres de là sur les énormes satellites de télécommunication ?

Il y a quelques points communs en réalité, comme l'architecture générale de la sonde, qui ressemble à celle des grands satellites de télécoms, mais il faut bien comprendre que ces véhicules sont conçus pour être standardisés au maximum, puis modifiés en fonction de leur mission finale et des besoins des clients. Pour JUICE, c'est différent : c'est une pièce unique. A plusieurs titres d'ailleurs, parce que c'est la première sonde de l'ESA à partir au-delà de Mars, mais aussi parce que sa mission sera différente de ce que nous avions pu concevoir auparavant. Donc tout est taillé sur mesure : le matériel, les procédés et méthodes, mais aussi les standards que nous devons appliquer de la conception jusqu'à la fin de l'assemblage et aux tests ! Avec mon équipe, je dois être sûr que nous avons tout testé, tout validé, envisagé tous les cas de figures. Sur les satellites de communication, comme Airbus DS produit des séries c'est une famille de satellites, donc il n'est pas nécessaire de tester absolument tous les éléments standardisés… Ici, il faut vraiment penser à tout, et tout vérifier.

Avec plus de 7 ans de trajet, la sonde devra subir le lancement, puis les environnements de la Terre, Venus, Mars et Jupiter, en quoi est-ce que ça modifie la conception d'un tel véhicule ?

C'est un élément central de tout l'ensemble de la conception. JUICE sera l'une des sondes, sinon la sonde avec l'environnement thermique le plus complexe de toutes les missions européennes. Elle devra d'abord survivre au Système Solaire interne, ce qui, pour une mission lancée vers Jupiter, n'est pas spécialement désirable ! Mais nous n'avons pas le choix, c'est la mécanique orbitale qui dicte la mission. Donc nous avons du concevoir une sonde dont le coeur et les instruments sont découplés au maximum de leur environnement extérieur. Et à ce défi, il faut rajouter celui de la durée, et donc de la fiabilité. Nous avons 8 ans de croisière, plusieurs années de mesures dans l'environnement jovien : cela nécessite de la fiabilité ! Enfin, malgré la longueur de certaines phases, d'autres seront très courtes et il faudra maximiser les mesures et l'efficacité de la sonde. C'est le cas des survols, au cours desquels la sonde devra fonctionner en autonomie. Ces grands thèmes ont été au centre de nos préoccupations depuis le début, elles ont d'ailleurs mené à plusieurs innovations !

On peut évoquer parmi ces nouveautés des concepts de navigation autonome, car nous utiliserons une orientation et une validation de la trajectoire autonome via les images des caméras de navigation directement durant les survols, par exemple. Elles alimenteront les lois de guidage d'attitude avec l'ordinateur de bord, et cela a nécessité un gros travail logiciel, pour valider le traitement, le contrôle de trajectoire… Le tout pour optimiser la récolte scientifique ! Il y a d'autres innovations, par exemple dans le choix des redondances et des matériaux car Jupiter est une planète très agressive pour la sonde, ou bien sur les traitements des surfaces, les peintures et même les couvertures MLI…

Il reste grosso modo un an avant le décollage de JUICE, est-ce qu'on peut évoquer son calendrier jusqu'à ce qu'il arrive en Guyane ?

Bien sûr ! Ce sera une année essentielle pour préparer le décollage, dont la fenêtre de tir vient d'être fixée du 5 au 25 avril 2023. Actuellement nous entrons donc dans une phase de vérifications de compatibilité électromagnétique. Ils seront suivis par les tests mécaniques, qui vont vérifier que la sonde peut soutenir les vibrations et les ondes acoustiques énormes du décollage d'Ariane 5. Une fois en été, nous vérifierons le déploiement des antennes et des bras, et à la fin de l'été, tout le groupe propulsion. Puis il y aura un dernier grand essai en vide et en température, en configuration de vol complète, que nous mènerons ici à Toulouse. A la suite de tous ces tests, nous vérifierons une dernière fois que la sonde fonctionne toujours de façon nominale, et nous préparerons la FAR, ou Flight Acceptance Review (Revue d'Aptitude au Vol), qui est la dernière étape pour montrer que JUICE est prête pour aller étudier les lunes glacées de Jupiter. La FAR se fait directement avec les équipes de l'ESA, et une fois qu'elle est acceptée, le véhicule peut partir pour le Centre Spatial Guyanais (la revue est actuellement prévue en décembre). Sur place, la sonde sera préparée à son décollage durant une campagne qui ressemblera un petit peu à celle qu'a subi le télescope JWST, avec deux mois et demi de préparation… Et puis le lancement !

Dans toutes les grandes campagnes de ce type il y a quelques surprises, bonnes ou mauvaises, des défis. Qu'est-ce qui vous a surpris avec JUICE ?

Nous avons eu notre lot d'aléas, de solutions à trouver, de « plans B » à mettre en œuvre presque quotidiennement, c'est vrai ! Mais ce n'est pas inhabituel, surtout comme je l'ai mentionné pour une sonde unique, et pour ainsi dire taillée sur mesure. Cela fait partie de mon rôle de préparer l'ensemble des équipes à trouver des solutions de repli lorsqu'il y a des difficultés, même si on fait tout pour les éviter en amont… Par exemple, nous avons eu affaire à une modification très importante des roues de réaction (qui permettent d'orienter JUICE dans l'espace). C'est un équipement classique, mais quand on va autour de Jupiter, il faut quelques modifications et la mise au point a pris plus de temps que prévu, il a donc fallu imaginer comment progresser sur la sonde sans que cela créé un blocage, et les intégrer plus tard. Et nous avons ce genre de challenge régulièrement, donc il nous faut rester le plus souple possibles, tout en gardant à l'esprit notre objectif de qualité et de fiabilité.

Certains équipements sont tombés en panne durant les essais, nous avons eu des problèmes avec les moyens d'essais aussi… Mais c'est exactement pour ça que nous réservons autant de temps pour faire les tests les plus complets possibles, pour trouver et éliminer le plus possible d'erreurs. On démonte, on corrige, on répare… Et c'est valable pour le matériel mais aussi pour le logiciel : il n'y a pas de solution sur étagère pour ce qu'on a développé ici, c'est aussi une fierté d'arriver aujourd'hui à un « produit » fini !

JUICE est une mission très ambitieuse, la première « L » du programme Cosmic Vision de l'ESA, et pour cela elle a réuni un budget impressionnant dépassant le milliard d'euros sur l'ensemble de son cycle. Quels sont les éléments qui coûtent si cher ?

C'est tout à fait compréhensible de se poser la question : l'investissement consenti par l'ESA et les agences spatiales nationales sur cette mission est de l'ordre de 1,5 milliard d'euros au total. C'est colossal, et la réponse se cache une fois de plus dans le fait que JUICE est unique. Donc il y a un matériel qui est unique, et il faut ces instruments, ces structures, ces peintures, ces caméras, qui tous ont besoin d'autres machines plus ou moins uniques pour les assembler, et de beaucoup de main d'œuvre et de temps de spécialistes, car ce n'est pas une ligne de production. Les scientifiques également ont conçu des instruments qui sont très spécifiques et très sensibles, et il faut ensuite passer à l'échelle des laboratoires et des sous-traitants industriels pour les concevoir et les fabriquer, puis les tester dans des scénarios que souvent, l'industriel n'a jamais eu à tester auparavant. Ce sont tous ces processus, qui démarrent à la feuille blanche et qui se terminent à 1 milliard de kilomètres d'ici et 20 ans après leur conception autour d'une lune qui n'a jamais été approchée en détail jusqu'ici !

Pour une mission unique, il faut aussi prendre en compte des coûts que le public n'imagine pas toujours. Ariane 5 par exemple, ce sera son dernier vol… Mais ce n'est pas gratuit ! On mobilise les équipes et le lanceur pour une fenêtre de tir particulière, des installations au sol, etc. Les communications avec la sonde aussi, nécessitent de mobiliser l'agence et ses partenaires sur le long terme, et du « temps d'antenne » important, avec un planning à respecter et des contraintes techniques, et c'est le même type d'engagement pour les laboratoires. Il faut former des équipes, tenir compte même dans certains cas de départs à la retraite…

Mais au-delà du coût de la mission, il faut surtout retenir je pense à quel point nous sommes fiers de ce travail accompli, avant tout pour aider la communauté scientifique. JUICE pour nous, ce n'est pas qu'une liste de tâches, ni un quota horaire. Tous ici, nous sommes férus de découvertes et d'exploration spatiale, et la mission autour des lunes glacées de Jupiter va répondre à des questions que je trouve, et que nous trouvons passionnantes. Ce sont donc à la fois des enjeux professionnels… mais aussi, pour beaucoup d'entre nous, une affaire personnelle !

Depuis huit ans j'ai parfois l'impression que cette aventure n'a été qu'un long sprint vers la ligne d'arrivée, mais je pense que je peux, et que tous ceux qui ont travaillé sur JUICE peuvent regarder la sonde et en ressentir cette fierté et ces perspectives scientifiques. J'attends la longue croisière vers Jupiter avec confiance, et la fête que nous ferons pour l'insertion en orbite en 2031 avec impatience !