La solution du quiz de juin 2010 : Le Ferrari world à Abu Dhabi (Emirats Arabes Unis) vu par le satellite Geoeye

Dimanche 27 juin, le Grand Prix F1 d’Europe à Valence a été remporté par Sébastian Vettel sur Red Bull. Après l’accident spectaculaire de Mark Webber, Ferrari, Felipe Massa et Fernando Alonso ont mis en cause la gestion de la course et le comportement de la voiture de sécurité qui leur a fait perdre un temps considérable. Pour Michael Schumacher, également ralenti, il faut impérativement une clarification des règles liées à la voiture de sécurité. Avant le Grand Prix F1 de Grande-Bretagne sur le circuit de Silverstone, ce sont les écuries McLaren, Red Bull Racing – Renault et Ferrari qui occupent les trois premières places. Hamilton, Button et Vettel sont actuellement en tête du classement des pilotes.

La solution du quiz de juin 2010 :

A propos de notre image mystère et du logo Ferrari, trois internautes ont trouvé la bonne réponse à notre quiz du mois de juin : Cécile (la première), Eric et Nathalie. Qui a dit que les femmes ne s’intéressaient pas la Formule 1 ?

Le parc Ferrari world d’Abu Dhabi dont l’inauguration est prévue en octobre 2010 juste
avant le Grand Prix F1 (Crédit image : GeoEye)

Ferrari world : rêve pour les fans de Ferrari ou temple du mauvais goût dédié au culte de la bagnole ?

Comme le montre l’image complète ci-dessus, l’image mystère provient du parc “Ferrari World”, entièrement consacré à la marque Ferrari et à son cheval cabré, en cours de construction dans la ville d’Abu Dhabi et qui doit être inauguré en octobre 2010, quelques jours avant le Grand Prix de Formule 1 d’Abu Dhabi. Cette image, d’une résolution de 50 cm, a été acquise le 17 octobre 2009 par le satellite américain GeoEye-1.

Le parc d’attraction s’étend sur une surface de 200.000 m², avec un bâtiment couvert d’un toit de 80.000 mètres carrés portant le plus grand logo Ferrari jamais réalisé, d’une taille d’environ 65 mètres sur 49 mètres. La forme tentaculaire du toit est inspirée du design des Ferrari GT.

On aime ou on déteste. Le journal Libération compare le futur «Monde de Ferrari» à un immense mollusque rouge échoué sur une plage de mauvais sable. En tout cas, il y a mieux en terme de développement durable…

Formule 1 et satellite : le jeu des fausses ressemblances et un angle d’approche original pour présenter les métiers du spatial…

Formule 1 et satellites semblent beaucoup se ressembler selon plusieurs critères :

• Ce sont deux objets synonymes de haute technologie.
• L’objectif numéro 1 est la recherche de la performance et de la fiabilité absolue en course pour la voiture ou en orbite pour le satellite. Le travail en équipe pluridisciplinaire et la méthode de projet sont indispensables pour atteindre cet objectif : être parfaitement prêt le jour du lancement ou du départ de la course.
• Les deux tournent sur un circuit ou une orbite. La longueur et le nombre de tours sont cependant très différente : 1’30 par tour, environ 60 tours et un peu plus de 300 km de distance pour une Formule 1. Chaque jour, Spot 5 parcourt 645.000 km sur son orbite. Il boucle chaque orbite en un peu plus de 100 minutes.
• La vitesse est élevée mais c’est très relatif : Le record de vitesse moyenne est toujours détenu par Michael Schumacher qui avait remporté le Grand Prix d’Italie en 2003 avec une moyenne de 247,585 km/h. Le record de vitesse absolue d'une Formule 1 est de 413,205 km/h établi le 4 novembre 2005 par le pilote sud africain Alan van der Merwe au volant d'une BAR Honda sur une piste de l'aéroport de Mojave en Californie. C’est sur cette même piste qu’en mars 2010, l’avion-fusée de Virgin Galactic a effectué son premier vol en restant attaché à son porteur. En 1947, Charles "Chuck" Yeager avait également décollé de la base Edwards, située à proximité pour franchir pour la première voir le mur du son (environ 1220 km/h) avec le Bell X-1. A titre de comparaison, le satellite Spot 5 circule sur son orbite à plus de 26800 km/h. Plus de 100 fois la vitesse de la F1 de Michael Schumacher.
• Les ordres de grandeur de masse : environ 600 kg pour une Formule 1. Moins de 1000 kg pour le satellite français Pléiades ou 715 kg pour le satellite Theos. Il existe des satellites beaucoup plus lourds (plusieurs tonnes)

Il y a quelques différences importantes :

• Le pilote d’abord : il n’y en a pas à bord d’un satellite. Il fonctionne de manière automatique grâce à ses calculateurs de bord. Au sol, un centre de contrôle de mission permet de vérifier le bon fonctionnement des équipements et, pour les satellites d’observation de la Terre, de transmettre le programme d’acquisition des images un ou plusieurs fois par jour. La télémesure bidirectionnelle et la radio sont également utilisés en F1 : les ingénieurs dans les stands ont ainsi la possibilité de modifier certains réglages pendant la course.
• Le moteur et les frottements : sur une Formule 1, le moteur pèse moins de 100 kg et peut développer 850 chevaux de puissance. Pour maintenir une vitesse élevée, la Formule 1 doit vaincre la résistance de l’air et les frottements des roues. C’est très différent sur un satellite : en théorie, sur son orbite, il n’a pas besoin de moteur. Il est en chute libre mais la vitesse du satellite, dans une direction perpendiculaire à celle de la gravité terrestre, est telle qu’il tourne indéfiniment. En réalité, cette situation théorique n’est pas tout à fait ce qu’on rencontre en réalité, à cause de l’atmosphère résiduelle (en particulier en orbite basse), des irrégularités de la gravité terrestre et de l’attraction de la Lune et du soleil. C’est pour ces raisons qu’un satellite doit manœuvrer en orbite et possède donc de petits moteurs. Ceux-ci assurent également la désorbitation en fin de mission. Les poussées nécessaires sont très faibles : quelques newton à quelques dizaines de newton. En fait, le seul vrai moteur du satellite, c’est celui de la fusée qui l’a injecté sur son orbite. Pour donner quelques ordres de grandeur, la turbopompe à hydrogène du moteur vulcain de la fusée Ariane 5 tourne à 33000 tours/minute et développe 21.000 chevaux. D’une masse au décollage de 710 tonnes, la fusée Ariane a une poussée totale supérieure à 10.000.000 de Newton.

Mais la différence principale est illustrée sur la photographie ci-dessous.

Formule 1 en arrêt au stand pendant un Grand Prix (Crédit image : Michelin)

Vous ne verrez jamais un satellite en exploitation avec autant de monde autour ! Sauf dans des cas très rares (réparation du satellite spatial Hubble à plusieurs reprises par les équipages de la navette spatiale), l’homme ne peut pas intervenir directement après le lancement. De ce point de vue, le satellite est vraiment un objet unique et cette caractéristique originale a beaucoup de conséquences sur la manière de fabriquer les satellites.

Les impacts sur les métiers sont majeurs :

• Importance du management de programme.
• Importance du travail de conception et de développement.
• Importance des essais de qualification au sol.
• Importance des métiers de l’assurance qualité.

Cette spécificité est confirmée en analysant les effectifs chez les grands maîtres d’œuvre du spatial. La figure ci-dessous donne par exemple la répartition des ingénieurs et des cadres chez Astrium Satellites.

Répartition des métiers des ingénieurs et cadre chez Astrium Satellites à Toulouse
(Source : chiffres 2008 fournis par la DRH d’EADS Astrium)

Il montre la part prépondérante de la filière « Etudes et développement » qui représente plus de la moitié des effectifs (54%). La deuxième filière en fonction des effectifs est la filière « coordination d’affaires » (16%). La troisième est la filière « industriel et production » (15%).

Constructeur de satellite et champion de course automobile : l’aventure automobile de Matra

Matra Sports a traversé la course automobile comme un éclair. En dix ans, la firme s’est imposée dans tous les types de course, contribuant la relance du sport automobile français.

Au départ, la société Matra, créée en 1945, n’a rien à voir avec l’automobile. Marcel Chassagny se consacre uniquement à l'aviation puis, à la demande du Ministère de l'Air, à l'étude de missiles. Mais Marcel Chassagny estime que Matra dépend trop du domaine militaire et qu'une division "civile" serait très complémentaire : l'automobile. Avec l’appui d’un des principaux actionnaires, Sylvain Floirat, ils embauchent en 1963 Jean-Luc Lagardère pour développer cette nouvelle activité. Matra rachète également l'entreprise de René Bonnet qui, intégrée à Matra, présente en 1964 sa première voiture au Salon de Paris, la Djet, équipée du moteur Renault longitudinal central. C’est le début d’un long partenariat avec Renault. La renommée passe obligatoirement par la course automobile. Jean-Luc Lagardère définit des objectifs ambitieux : commencer par la F3 et progresser jusqu'à la F1, le championnat du monde des Sport-Prototypes et les 24 Heures du Mans.

Matra atteint son objectif dès sa cinquième année de compétition. Jackie Stewart, qui a remporté six Grands Prix, est champion du monde en 1969 au volant de la MS 80. En raison de l’évolution du règlement, cette voiture aura une carrière courte. Matra va alors surtout s'intéresser aux Sport Prototypes. La MS 650 équipée d’un moteur V12 pilotée par le trio Beltoise Depailler Todt enlève le Tour de France automobile en 1970. Larrousse et Rives renouvèlent l’exploit l'année suivante. C’est un belle démonstration de solidité mécanique pour ces voitures de circuit devenues biplaces et adaptées à l'endurance (on rejoint ici les enjeux de fiabilité et de durée de vie des satellites).

Jean-Luc Lagardère a désormais fixé l’objectif de remporter les 24 Heures du Mans. Objectif atteint dès 1972 grâce à Graham Hill et Henri Pescarolo. Cette victoire marque le début d’une série remarquable de trois succès, associés à deux titres de champion du monde des constructeurs. Jean-Luc Lagardère annonce au début du mois de décembre 1974 le retrait de Matra de la compétition.

Du traitement d’images spatiales à la publicité virtuelle : EPSIS

Etonnant : en s’appuyant sur le savoir-faire en traitement d’images spatiales et en calculateurs parallèles rapides (CAPITAN) des équipes de Matra, le groupe Lagardère a développé à partir de 1992 un dispositif de création ou de remplacement de panneaux publicitaires. Le système EPSIS a ainsi créel la publicité virtuelle. Il a été notamment mis en œuvre pour les courses automobiles et les matchs de football.

En savoir plus :

• Quelques photos du Ferrari World d’Abu Dhabi. 
• Un site sur Matra et la compétition automobile.
• Les page Wikipedia sur les lois de Kepler et le mouvement des satellites. 
• Sur le site du CNES : pourquoi manoeuvrer en orbite ? qu’est-ce qu’une orbite ?

Suggestions d’utilisations pédagogiques en classe :

• Travail en physique sur les forces, les puissances et les unités (chevaux, watt, newton, etc.) en utilisant les chiffres mentionnés sur cette page. Possibilité d’effectuer des simulations (quelques ressources en ligne sur Internet).
• Travail sur les métiers du spatial en faisant appel à un parent d’élève travaillant dans le domaine. Comparer la répartition des métiers avec d’autres domaines (par exemple industrie automobile). Ce blog proposera prochainement une page spécifique sur les métiers du spatial.
• Travail sur l’orbite des satellites et leurs mouvements : loi de Kepler, relations entre altitude et vitesse, etc. Vérifier la cohérence des chiffres cités sur cette page. Voir par exemple le site de l'académie de Nancy, le site educnet et les ressources en orbitographie sur le site du CNES