Robot automatisé, drone à l’énergie solaire, satellite muni de panneaux solaires, lidar pour cartographier les fonds marins, les finissants en génie électrique de l’Université de Sherbrooke en ont mis plein la vue aux 4 000 visiteurs de l’Expo MégaGÉNIALE, les 28 et 29 novembre. Cette grande foire annuelle du génie accueillait 52 projets de tous les secteurs du génie, dont une douzaine mettant à contribution l’électricité. Aperçu.
Fruit d’une collaboration multidisciplinaire, le projet QMSAT a notamment impressionné : sous une planète accrochée au plafond, au stand de l’équipe, les finissants en génie électrique, informatique et mécanique expliquaient leur projet de satellite muni de panneaux solaires qu’ils ont conçu de A à Z, suite à l’obtention d’un financement de 200 000 $ de la part de l’Agence spatiale canadienne.
En effet, au printemps 2018, explique Chloé Mireault-Lecours, membre fondatrice du projet, le Quantum Magneto Satellite (QMSAT) a été sélectionné avec 15 autres projets canadiens, après avoir soumissionné à l’avis d’offre de participation à l’Initiative canadienne CubeSats, qui visait à encourager les établissements postsecondaires à participer à une mission spatiale réelle en soutenant la conception, la construction, le lancement et l’exploitation d’un CubeSat destiné à être propulsé dans l’espace.
Le lancement et la mise en orbite du QMSAT sont programmés pour 2021. L’objectif de ce satellite de la grandeur d’une pinte de lait de deux litres : mesurer les champs magnétiques de la Terre perturbés par les vents solaires et le mouvement des plaques tectoniques, précise Claude Samuel Chrétien, membre de l’équipe Payload, qui a travaillé à la charge utile du satellite, soit le magnétomètre quantique.
« Les vents solaires sont souvent la cause de pertes de signaux GPS, illustre Claude Samuel. Nous voulons valider que le prototype est fonctionnel dans l’espace, dans les pires conditions et variations de température, comme en laboratoire. » Son collègue William Grand-Maison, chef de l’équipe Satellite, qui a œuvré à l’alimentation à bord du satellite avec les circuits électriques, ajoute : « notre but ultime serait d’envoyer plus d’un satellite pour réaliser une cartographie complète des champs magnétiques, ce qu’on appelle une constellation de satellites ».
Le nanosatellite de 10 par 10 cm, explique William, est tapissé sur toutes ses parois d’un total de 20 cellules solaires ayant une puissance de 4,6 W et une efficacité de 30 %. En complément, deux batteries – la deuxième sert en second recours, en cas de défaillance de la première – emmagasinent l’énergie solaire produite pour subvenir aux besoins énergétiques en situation d’éclipse du soleil. Celles-ci ont une capacité de 38,5 Wh, soit 2 600 milliampères heure (mAh). « L’architecture du satellite a été bâtie alentour des batteries », note-t-il.
L’équipe de génie mécanique réfléchit actuellement au meilleur moyen d’éloigner de 60 cm le satellite, qui a plusieurs dispositifs électroniques pouvant avoir un effet sur les mesures, du magnétomètre afin d’éviter la prise de fausses données. « La miniaturisation du magnétomètre a été l’un des principaux enjeux, poursuit Claude Samuel, parce que le satellite contient plusieurs sous-systèmes qui génèrent de la lumière verte et de la lumière rouge. Il a fallu les compacter dans un module 3-D. »
Aujourd’hui, 25 étudiants en génie, dont 16 en génie électrique, travaillent au projet QMSAT. Chloé Mireault-Lecours, Claude Samuel Chrétien, William Grand-Maison terminent tous trois leur baccalauréat en génie électrique, et devront céder leur projet aux cohortes qui suivront. « C’est sûr que nous avons un petit pincement au cœur, mais nous avons été les piliers qui avons démarré cette initiative, confie William. On espère que les étudiants futurs vont nous voir comme des pionniers. Nous continuerons à leur offrir notre support. »
Pour l’instant, tous les trois ont d’autres projets. William a été accepté au programme de l’International Space University en Australie, qui forme les étudiants à toutes les sphères touchant à l’aérospatiale, Claude Samuel s’envole lui aussi pour l’Australie afin de perfectionner son anglais, avec un visa d’ingénieur gradué, tandis que Chloé poursuit ses études à la maîtrise, se dirigeant vers la Polytechnique pour préparer son mémoire sur les antennes pour prendre les mesures de la Terre appliquées à des CubeSats. Son ambition : devenir une spécialiste des nanosatellites dans le domaine aérospatial.
Innovations, banc d’essai et prototypes
D’autres innovations ont retenu l’attention d’Électricité Plus à l’Expo MégaGÉNIALE: le véhicule sportif volant à basse altitude (projet Horus); un drone autonome qui utilise l’énergie solaire pour se recharger et qui peut être utilisé pour constater les dégâts après une catastrophe naturelle afin de rapidement évaluer les besoins (projet Icarus); ou encore le volant d’inertie en lévitation magnétique pour remplacer les énormes batteries chimiques qui emmagasinent l’énergie éolienne (projet Inertia).
L’équipe derrière le projet Arago a exposé un banc d’essai pour démontrer l’utilité d’un système d’embrayage magnétique pour voiture électrique, invention qui permettrait d’éliminer la friction et de diminuer la température afin d’augmenter l’efficacité ainsi que la portée du véhicule en vue d’une autonomie prolongée.
Dans la même veine, le projet HESU Eco-Drive Platform affichait deux innovations, un système de stockage biénergie composé de batteries lithium-ion et de supercondensateurs qui ensemble augmentent la durée de vie des batteries ainsi qu’un mode écoconduite qui, avec des données GPS, trouve la trajectoire la plus économe et contrôle la vitesse de conduite.
À d’autres stands, l’équipe aux commandes du projet Bliet montrait un prototype de lidar qui, par la lumière, peut cartographier les fonds marins en trois dimensions tandis que l’équipe du projet ChargUS proposait un prototype d’outil diagnostic pouvant déceler les besoins d’entretien d’une borne de recharge pour véhicule électrique et les problèmes liés à la séquence de communication avec le véhicule électrique.
Le projet Sherbot, un robot autonome et un robot télécommandé s’affrontant pour se pratiquer en vue de deux compétitions au Japon en 2019, ainsi que le projet Hertz, une voiture de course monocoque en fibre de carbone de Formule SAE électrique, ont également attisé la curiosité des visiteurs.
Cette année, aucun projet en génie électrique n’a cueilli de prix au concours Ton projet en 60 secondes, qui consiste à vulgariser en vidéo d’une minute le projet de fin de parcours universitaire. Le projet Hertz s’était le plus rapproché du but, mais l’organisation s’est rendu compte qu’ils avaient triché en achetant un logiciel pour générer plus de « j’aime » sur la page Facebook du concours.
L’équipe a eu droit à un rappel des principes d’éthiques que doit respecter l’ingénieur.