Design conceptuel d'un incubateur pour un nanosatellite en combinant la conception axiomatique et un index unifié de performance mécatronique (MMP)

RESUMÉ La société technique PolyOrbite de l'École Polytechnique de Montréal entreprend de concevoir un nanosatellite ayant une taille de 30cm*10cm*10cm et un poids de 4 kg, appelé ORU-S. Le lancement du satellite est prévu pour 2020 avec deux charges utiles indépendantes dont un incubateur miniaturisé. Le but de l'incubateur est de mener une expérience botanique dans l'espace afin d'étudier l'effet de la microgravité sur la croissance de la plante comestible Medicago truncatula. Depuis les années 90, les plateformes de nanosatellites ont pris de l'essor, mais les travaux de recherche effectués dans le domaine des serres miniaturisées et de la botanique spatiale restent limités. À ce jour, aucun projet n'a réussi à faire croître une plante comestible dans un nanosatellite. Ce mémoire de maîtrise présente le design conceptuel d'un incubateur miniaturisé. Cet incubateur est un laboratoire in situ qui permet la germination d'une plante en suivant et contrôlant les paramètres environnementaux pour fins de recherche scientifique. Après la validation du cahier des charges, un design conceptuel est réalisé avec plusieurs concepts potentiels en appliquant la Conception Axiomatique. En outre, à cause de la multidisciplinarité du problème de design, la détermination du « meilleur concept » est effectuée en appliquant le Profil Multicritère Mécatronique (MMP) développé par l'équipe du Prof. Achiche. La solution présentée, dans ce mémoire, est un incubateur pressurisé composé de quatre sous-systèmes : système de culture, système de contrôle de température, système d'approvisionnement et système d'inspection. Les trois premiers systèmes fournissent les conditions nécessaires à culture, soient une source d'illumination, une température convenable et une quantité satisfaisante de solutions nutritives qui permettent la croissance de la plante. Alors que le système d'inspection, il assure l'obtention et l'enregistrement des données pour les tâches de contrôle pour supporter la recherche scientifique dans ce domaine. Les travaux futurs se concentreront sur l'approfondissement de la conception optimale en utilisant des fonctions spécifiques pour résoudre des problèmes comme la gestion d'espace. Mener une expérience terrestre dans un prototype basant sur la conception sera aussi intéressant afin de vérifier la fonctionnalité du design.