Architecture et développement logiciel pour la capsule de rentrée KLARA
Mission
Contexte de la Mission
Le CNES (Centre National d’Études Spatiales) est l’agence spatiale française chargée de proposer et de mettre en œuvre la politique spatiale de la France. Dans le cadre de ses activités de recherche et développement, le CNES recherche un(e) stagiaire en architecture système et avionique pour contribuer à l’étude et à la conception d’une capsule de réentrée expérimentale nommée KLARA (Kit de mesures pour LA Rentrée Atmosphérique). Le CNES veille à l’application de la Loi sur les Opérations Spatiales, notamment en évaluant le risque de retombées de débris lors de la rentrée atmosphérique des satellites en fin de vie. Pour cela, il développe des outils de simulation et de certification tels que DEBRISK, destiné à étudier la survivabilité des débris pendant leur destruction. La validation complète de ces modèles nécessite des données expérimentales en conditions réelles de rentrée. Pour répondre à ce besoin, le CNES développe KLARA, une mini-capsule instrumentée capable de collecter des mesures aérothermodynamiques pendant la désintégration d’un satellite. Ce démonstrateur, développé de façon incrémentale, sera amélioré au fil des itérations afin de valider progressivement son architecture et ses sous-systèmes. Compact et adaptable, il pourra être embarqué sur différentes plateformes, avec un premier essai prévu sous ballon stratosphérique.
Description du Poste
En tant que stagiaire architecte logiciel, vous rejoindrez les équipes d’ingénierie du CNES à Toulouse, au sein du département DTN/TVO/PR (Propulsion, Pyrotechnie et Aérothermodynamique), en étroite collaboration avec les services DTN/TVO/LV (Logiciel Vol) et DTN/AVI/AV (Architecture Avionique et Électrique). Vous participerez activement à la définition, à l’intégration et à la validation de l’architecture logicielle et électronique de la capsule de rentrée KLARA (Kit de mesures pour LA Rentrée Atmosphérique). Vous serez également acteur clé de l’évolution du logiciel de vol Kosmos vers “micro-Kosmos”, une nouvelle proposition architecturale pensée pour une implémentation sur microcontrôleur, afin d’en explorer la compacité et la diversité d’intégration dans des systèmes embarqués légers. Votre travail contribuera directement à la préparation du premier vol d’essai sous ballon stratosphérique, étape déterminante avant les futures expérimentations en conditions réelles de rentrée atmosphérique.
Missions Principales
1. Architecture logicielle : Participer à la définition et à l’intégration de l’architecture logicielle de la capsule KLARA (Kit de mesures pour LA Rentrée Atmosphérique).
2. Développement embarqué : Développer et tester les modules logiciels embarqués, en appliquant les bonnes pratiques de codage et de validation.
3. Gestion du code et documentation : Gérer le code et la documentation avec Git, assurer le versionnage, la traçabilité des évolutions, les revues de code et la rédaction de la documentation technique associée.
4. Intégration et validation système : Contribuer au dimensionnement et à la validation des systèmes électroniques et logiciels embarqués.
5. Évolution du logiciel de vol : Piloter l’évolution du logiciel de vol Kosmos vers une solution microcontrôleur, en proposant des architectures logicielles adaptées aux contraintes embarquées.
6. Collaboration inter-systèmes : Travailler en synergie avec les équipes avionique, électronique et logiciel de vol afin d’assurer la cohérence et l’intégration globale du système.
7. Systèmes d’exploitation temps réel : Étudier et expérimenter l’utilisation d’un système d’exploitation temps réel (RTOS) adapté à la nouvelle architecture micro-Kosmos.
8. Préparation du vol sous ballon stratosphérique : Participer à la préparation technique du vol d’essai, incluant les essais fonctionnels, les tests d’intégration et la documentation associée.
Le stage pourrait débuter en Janvier 2026.
Profil
9. Formation : Étudiant(e) en dernière année d’école d’ingénieur ou de master en informatique embarquée, électronique, ou aéronautique/spatial.
10. Techniques : Solides connaissances en systèmes embarqués, interfaces matérielles et protocoles de communication (UART, SPI, I²C, RS-232, RS-422, LVDS, FMC), ainsi qu’en architecture logicielle temps réel.
11. Programmation embarquée : Maîtrise du langage C pour microcontrôleurs (idéalement STM32 ou équivalents) et notions de C++ pour la conception modulaire.
12. Logiciels et outils : Pratique des outils de gestion de versions (Git), de débogage embarqué (ST-Link, OpenOCD, GDB) et des environnements de développement tels que STM32CubeIDE, VS Code ou autres...
13. Systèmes d’exploitation embarqués : Connaissance ou intérêt pour les RTOS utilisés dans le spatial, notamment RTEMS (Real-Time Executive for Multiprocessor Systems), ainsi que FreeRTOS ou Zephyr.
14. Outils de simulation et de modélisation : Connaissances de base en MATLAB/Simulink ou Python pour l’analyse et la validation de données.
15. Systèmes spatiaux : Compréhension générale des contraintes spatiales (thermiques, mécaniques, énergétiques et logicielles) appliquées aux systèmes embarqués.
16. Esprit d’analyse : Capacité à concevoir, diagnostiquer et optimiser des architectures logicielles et électroniques complexes.
17. Travail en équipe : Bon relationnel, rigueur, autonomie et goût pour la collaboration multidisciplinaire.
18. Expérience pratique : Une première expérience en stage ou projet personnel dans le domaine de l'aérospatiale ou des systèmes embarqués sera appréciée
Compétences
LOGICIEL GIT RTOS C Logiciel de vol OS
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