Stage - développement d'un outil d'expertise pour un algorithme ia embarqué h/f

Mission

De nombreux satellites sont opérés au sein du CNES. Afin de veiller à leur bon fonctionnement, les ingénieurs opérations satellites surveillent régulièrement les données satellites, dites télémesures, dans le but de détecter et d’anticiper des anomalies.

C'est dans ce cadre que les ingénieurs travaillent sur la mise en placed’une surveillance intelligente embarquée à bord basée sur l'intelligence artificielle (IA) et qui a donné lieu à une expérience nommée SESAM.

SESAM (Space Experiment for Satellite AI Monitoring) est une expérience de démonstration visant à embarquer plusieurs algorithmes d’IA à bord de satellites avec comme objectif de faire de la détection d’anomalies ou de signaux faibles atypiques pouvant présager d’une anomalie. Cette détection se basera sur des paramètres satellite mesurés à bord tels que des températures d'équipement ou des tensions d'alimentation et sera réalisée directement en vol.

Cette expérience sera embarquée sur le nanosatellite AeroSat du CNES dont le lancement est prévu en 2027 ainsi que sur le démonstrateur PlayerOne du programme T4SC (Tech 4 Space Care) du CNES dont le lancement est envisagé au début de l’année 2027. L'objectif de cet algorithme, basé sur l'outil NOSTRADAMUS* et d’autres méthodes IA de la littérature, est d’analyser en temps réel l’état de santé du satellite et d’engager des actions autonomes à bord du satellite (de type sur-échantillonnage, reconfiguration, alarmes à destination du sol…) à partir des résultats générés par les IA. L’intérêt par rapport à une application au sol est de pouvoir enclencher des actions en temps réel sur les résultats de détection afin d’empêcher l’anomalie de se propager, d’obtenir plus d’observables sur celle-ci et/ou de reconfigurer le satellite pour poursuivre sa mission malgré la défaillance.

Dans un avenir plus lointain, l’une des missions de SESAM pourrait être de fournir des observables supplémentaires facilitant la prise de décision sur de potentielles extensions de mission ou fin de vie.

* NOSTRADAMUS = algorithme de Machine Learning développé au CNES qui est utilisé en opérations au CNES pour l’analyse de la télémesure satellite au sol depuis 2016

En vous basant sur une partition Linux contenant la version vol de SESAM, et dans l'optique des lancements d'Aerosat et de PlayerOne à venir, vous aurez pour objectif de créer un centre mission simplifié sous forme d'outil d'expertise capable d'opérer le logiciel SESAM à bord du satellite. Le code SESAM étant finalisé, il reste à préparer le contrôle du logiciel depuis le sol. En effet, SESAM a besoin de différents fichiers et informations fournis par le sol pour fonctionner. Cet outil sol permettra de faire fonctionner SESAM et de réaliser l'ensemble des tests en intégration et en vol nécessaire à l'expérience.

Finalement, l'outil d'expertise devra :

1. Être en interface avec d'autres moyens opérationnels et devra être capable de générer des télécommandes (TC) lisibles par le satellite
2. Produire des fichiers à envoyer à SESAM tels que des modèles IA, des listes d'anomalies ou des fichiers de configurations
3. Lire la télémesure (TM) envoyée par SESAM depuis le satellite afin de tester les capacités de SESAM

Les objectifs principaux du stage seront :

4. Définir les entrées nécessaires vers l'outil d'expertise
5. Définir les sorties du centre de mission vers SESAM via le centre de contrôle satellite
6. Étudier son interfaçage dans les différents environnements déjà existants (centre de contrôle déjà existants)
7. Initier le développement du centre de mission dédié à SESAM en :
8. Proposant une architecture logicielle de l'outil
9. Développer les premières briques du logiciel
10. Documenter les travaux réalisés

Vous prendrez part aux phases amont de développement d'une expérience innovante de surveillance intelligente. Vous évoluerez au plus proche du centre de contrôle satellite en collaboration avec des ingénieurs des services opérations. Vous serez également en interface avec la NanoLab Academy et des experts développement de centre de contrôle. Les satellites Aerosat et PlayerOne étant des démonstrateurs de technologies, vous aurez l'occasion de participer à l'initiative T4SC de préservation de l'espace à l'initiative du bureau de la LOS (Loi sur les Opérations Spatiales). Vous pourrez ainsi mettre à profit vos compétences en informatiques ainsi que vos connaissances en systèmes spatiaux et développer vos connaissances IA et systèmes embarqués pour la surveillance de satellite.

Le stage pourra débuter en mars 2026.

Profil

Étudiant(e) en dernière année d'École d’ingénieur ou d'Université, orienté(e) ou avec une spécialité d'étude en informatique.

Compétences

Développement informatique Python Intelligence artificielle Organisation Communication Rigueur Autonome