Conception de cartes électroniques pour équipements spatiaux

Les cartes électroniques doivent répondre à un critère de niveau de fiabilité de 15 ans en vol pour les missions géostationnaires, dans un environnement spécifique en termes mécaniques, thermiques, rayonnements et radiatifs. De plus, le stockage et le conditionnement au sol avant d’être en vol peuvent durer plusieurs mois voire années. Cette longévité est parfois limitée à quelques années pour des missions plus scientifiques sur des orbites basses de type Leo stationnaire.

Ce qui était vrai dans les années 2000, concernant les faibles quantités inhérentes au marché spatial ne permettant pas de profiter de l’effet de masse nécessaire à l’introduction de nouvelles technologies ou limites technologiques, n’est plus le cas maintenant. En effet, même si la notion de série n’existe pas comme dans les domaines automobile ou grand public (exemple de la téléphonie mobile), les volumes se comptant par dizaines d’unités, il est primordial d’embarquer les nouvelles technologies, afin de disposer d’équipements électroniques performants répondant au besoin des clients. Les applications sont diverses, commerciales ou militaires, elles concernent la navigation, l’optique et les télécommunications. Les opérateurs de satellites doivent disposer en vol de solutions flexibles à forte capacité.

Suite à une description des contraintes environnementales, l’article détaille le domaine de qualification pour les technologies des cartes électroniques qui couvre trois domaines :

• le support de base qui est le circuit imprimé (PCB) ;

• les composants électroniques et non électroniques assemblés sur le PCB ;

• les modes d’assemblage (brasage, collage, vissage…).

Les principales règles de conception et d’industrialisation sont illustrées, leur respect est primordial pour garantir un niveau de fiabilité conforme au besoin des missions spatiales.

Les points majeurs concernant les contraintes environnementales sont détaillés dans un premier temps. Puis, sont analysées les phases de développement souvent itératives. Les étapes principales pour la réalisation des cartes électroniques et une accentuation sur les contrôles sont présentées en fin du document.

Le lecteur trouvera en fin d'article un glossaire et un tableau des sigles utilisés.