Retour sur une des techniques de repérage qui a permis de révolutionner la cartographie sur Terre et au-delà… et potentiellement de mener l’équipe Can.Net du Lycée Vauban à la victoire au concours de l’ESA Cansat.

Depuis des siècles, l’Humain tente de trouver des points de repères et des manière connaître sa position avec le plus de précision possible, dans des domaines divers et variés tels que la navigation, l’exploration de la planète et de nos jours dans l’univers, la géolocalisation par satellite. Une méthode particulièrement efficace est la trilatération.

La recherche d’une technique de positionnement en fonction de points de repère remonte à l’Antiquité. Utilisées par les Grecs et les Égyptiens, des méthodes similaires ont permis de cartographier des territoires, mesurer la distance entre des villes. Ainsi, les peuples antiques se repéraient à l’aide de points de repères comme Cumes près de Naples, Lilybée en Sicile et le cap Malée dans Péloponnèse. Par la suite, les avancées en mathématiques et en géométrie ont permis le perfectionnement de cette méthode.

Dans les années 1960, la trilatération a gagné en ampleur suite à l’émergence de satellites et de systèmes de positionnement tels que le GPS* au cœur de nos smartphones et voitures permettant de disposer de leur position en temps réel.

Comment fonctionne cette méthode ?

Dans le cas d’un point situé à des coordonnés inconnues mais à distances connues de trois points de repère et de coordonnés connues, les étapes suivantes permettent à partir de la trilatération de déterminer la position exacte de l’object.
1. Tracer un cercle autour du premier point de repère qui peut être un rocher, un monument ou une ville tel que le point de position inconnue soit sur le cercle tracé.
2. Faire de même avec le deuxième point de repère. Les deux cercles se coupent en deux points possibles.
3. Faire de même avec le troisième point, permettant d’éliminer l’un des deux points et indiquer l’emplacement exact.

Cette technique peut être répliquée avec des sphères, technique utilisée par des smartphones, satellites et GPS.

Une méthode utilisée par un projet CanSat

Dans le cadre du concours CanSat organisé par l’ESA* consistant à envoyer un satellite de la taille d’une canette en altitude pour effectuer des mesures. Ce « concours a pour but de créer un satellite (Sat) de la taille d’une canette (Can) capable de réaliser des expériences scientifiques et techniques proposées par un cahier des charges actualisé chaque année » (source : site de l’ESA). L’équipe Can.Net constituée de 5 élèves de première (Aboubaker F. , Cillian M., Gabriel B., Martin K. et Ugo S.) s’est lancée l’ambitieux défi d’utiliser la trilatération pour suivre la position de leur mini-satellite après son largage à plus de 1000 mètres d’altitude. En mesurant la distance entre le CanSat et plusieurs stations disposées préalablement au sol, ils ont espéré, pendant sa descente, amortie par un parachute, ’obtenir une localisation précise de son retour sur Terre ; un bel hommage à une technique qui a permis de révolutionner l’histoire de la science.

Martin, participant au concours, explique  » Se localiser est devenu un geste courant aujourd’hui. Pourtant, on reste dépendants des satellites, des entreprises qui les gèrent, leur durée de vie n’est que d’environ 15 ans, et la précision est limitée. Toute le monde connaît le GPS américain, mais l’Europe a aussi son propre système, Galileo, géré en partie par SES (Société européenne des satellites) au Luxembourg. Avec CanSat, on tente de reproduire ce que font les satellites, mais directement sur Terre. »

Ainsi, le 2 et 3 mai, l’équipe s’est rendue sur un terrain militaire en Belgique, accompagnée par deux professeurs du lycée, où elle a mis en place le projet, et a pu obtenir des données via les antennes au sujet de la position du mini-satellite lors de son ascension et de son retour sur Terre. Les cinq élèves se sont par la suite vus décerner le premier prix de la compétition.

Trois antennes disposées préalablement sur le terrain militaire ont permis aux lycéens de connaître la distance de la canette au mini-satellite tout au long du lancement et de la redescente. Ils ont ainsi obtenus trois fichiers contenant des distances entre l’antenne et le satellite au cours du temps. Le soir-même, ils ont recueilli toutes les données et ont pu modéliser la trajectoire. Ils ont présenté leur résultats au jury le lendemain qui, convaincu de leur expérience, leur a accordé le premier prix de la compétition.

*Pour suivre les dernières avancées du projet et de l’équipe, suivez les sur Instagram :@c4n.n3t
ou consultez leur site internet : c4nn3t.eu

ESA : European Space Agency

GPS : Global Positioning System

Cillian M.

Photos : Aboubaker, Gabriel, Cillian, Martin, Ugo