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David Mimoun

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Professeur de Systèmes Spatiaux à l’ISAE-SUPAERO — Responsable de l’équipe SSPA (Systèmes Spatiaux pour la Planétologie et ses Applications)

Je conçois, réalise et opère des instruments pour l’exploration géophysique et atmosphérique du système solaire. Mon travail m’a mené du premier sismomètre déployé à la surface de Mars (SEIS, mission NASA InSight) au premier microphone à avoir enregistré des sons sur une autre planète (SuperCam, rover NASA Perseverance), et m’oriente aujourd’hui vers la Lune, Vénus et une nouvelle génération de capteurs atmosphériques pour Mars.

Diplômé de Supaéro et titulaire d’un DEA d’Astrophysique et Planétologie de l’Université Paul Sabatier (1993), j’ai d’abord travaillé dans l’industrie : ingénieur contrôle d’attitude chez Astrium (aujourd’hui Airbus Defence and Space), puis architecte de mission et chef de projet chez Alcatel Espace / Thales Alenia Space (constellation Skybridge, conception de constellations). J’ai rejoint le CNRS à l’Institut de Physique du Globe de Paris en 2001 comme ingénieur de recherche (chef de projet instrument NetLander, ExoMars, SELENE-2), puis l’ISAE-SUPAERO en 2007. J’ai passé un an comme chercheur invité au Jet Propulsion Laboratory (Caltech) en 2013-2014 pour la mission InSight.

J’ai obtenu l’Habilitation à Diriger des Recherches en 2019, la qualification aux fonctions de Professeur (CNU section 34, Astrophysique) en 2021, et j’ai été auditeur de la 75e session nationale de l’Institut des Hautes Études de la Défense Nationale (option politique de défense, 2023), où j’ai participé à la rédaction d’un rapport sur l’autonomie stratégique européenne.

Avec mes collègues Raphaël Garcia et Naomi Murdoch, nous avons créé l’équipe de recherche SSPA, qui s’intéresse principalement à la conception de missions et d’instruments spatiaux pour l’exploration géophysique du système solaire. C’est une grande fierté.

 Recherches en cours

PACIS — un microphone pour l’entrée, la descente et l’atterrissage sur Mars (ESA)

Investigateur principal, depuis 2024.

PACIS est un microphone développé à l’ISAE-SUPAERO pour le module de descente ExoMars de l’Agence Spatiale Européenne. Il enregistrera l’environnement acoustique des phases d’entrée, de descente et d’atterrissage, puis écoutera l’atmosphère martienne à la surface pendant la durée de vie de la plateforme : vent, turbulence et fluctuations de pression près du sol. Il s’appuie directement sur l’expérience du microphone de SuperCam.

À lire dans La Dépêche (2025)

Sismologie lunaire : Farside Seismic Suite et Artemis III (NASA)
  • Farside Seismic Suite — Science Team, depuis 2020. Une charge utile de la NASA qui déposera sur la face cachée de la Lune des sismomètres hérités d’InSight, pour sonder son intérieur depuis une région jamais explorée au sol.
  • SPSS – Artemis III — Science Team, depuis 2024. Avec le JPL-Caltech, l’IPGP et le CNES, nous préparons un sismomètre qui sera déployé sur la Lune par les astronautes de la mission Artemis III.
Ballons stratosphériques et cap sur Vénus
  • StratOwl /Strateole-2 — Investigateur principal et Equipe Scientifique, depuis 2018 (financement AID). Instruments embarqués sur des ballons stratosphériques de longue durée pour mesurer les ondes de pression et les infrasons dans l’atmosphère.
  • Sismologie sous ballon — Avec Caltech et le JPL, nous avons montré que l’on peut détecter des séismes depuis un ballon grâce aux infrasons qu’ils génèrent (NASA JPL Group Award, 2018).
  • Vénus — Sur Vénus, la surface est trop hostile pour des sismomètres de longue durée, mais un ballon flottant dans les nuages pourrait « entendre » les séismes vénusiens. J’ai participé à l’atelier puis à l’étude du Keck Institute for Space Studies sur la sismologie de Vénus (2014-2016) et à la proposition de mission VCGM. Notre objectif à long terme est de proposer, avec le JPL, une mission ballon vers Vénus afin de mieux comprendre son histoire.
L’atmosphère de Mars et les futurs atterrisseurs : MEDaL-1 (ESA)

Je suis membre de l’équipe de définition scientifique (Science Definition Team) de l’atterrisseur martien MEDaL-1 de l’ESA, au sein du sous-groupe Atmosphère, où je travaille sur la dynamique de la couche limite planétaire martienne (vent, turbulence) .

R&T instrumentale : PIONEERS, NEOMAPP, PSTAR
  • PIONEERS (UE H2020, 2019-2024) — responsable technique : sismomètres rotationnels optiques pour l’exploration planétaire.
  • NEOMAPP (UE H2020, depuis 2020) — collaborateur : instruments et modélisation pour les opérations de proximité autour des petits corps.
  • PSTAR (NASA, depuis 2017) — collaborateur : études de R&T pour l’instrumentation planétaire.

 Missions passées

InSight — le premier sismomètre sur Mars (NASA, 2012-2023)

Co-investigateur, Project Scientist de SEIS. J’ai d’abord été chef de projet et ingénieur système du sismomètre SEIS, puis co-investigateur en charge des performances globales de l’instrument, et j’ai participé à son déploiement et à ses opérations sur Mars.

https://www.youtube.com/watch?v=NAorZFLVH8M

Pilotée par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, la mission InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) a déployé une station géophysique à la surface de Mars en novembre 2018 pour étudier la structure et la composition de son intérieur. Jusqu’à la fin de la mission en décembre 2022, elle a mesuré l’activité sismique, le flux de chaleur et la rotation de la planète. SEIS a enregistré plus de 1 300 séismes martiens, offrant les premières images directes de la croûte, du manteau et du noyau de Mars.

Un véritable défi technologique

Le sismomètre SEIS a été développé en France par une équipe technique et scientifique du CNES, de l’Institut de Physique du Globe de Paris (CNRS/Université Paris Cité), de l’ISAE-SUPAERO et de la société SODERN. Plusieurs laboratoires européens et américains (ETH Zurich, Max Planck Institute for Solar System Research, Imperial College London et Jet Propulsion Laboratory) ont contribué à ce développement, ainsi que la société toulousaine EREMS. D’autres laboratoires du CNRS et universités françaises ont participé à l’analyse des données (LPG Nantes, IRAP Toulouse).

Ma contribution a été distinguée par trois NASA JPL Group Awards en 2020 (équipe de proposition InSight, déploiement du sismomètre, opérations InSight).

Le microphone martien à bord de SuperCam (NASA Perseverance, depuis 2017)

Collaborateur, responsable du microphone. Ce capteur est le fruit d’une collaboration entre l’ISAE-SUPAERO, responsable du développement et de la livraison du microphone ainsi que de son exploitation scientifique, et le CNES, qui en assure la maîtrise d’œuvre. En février 2021, il a enregistré les tout premiers sons captés à la surface d’une autre planète.

Le microphone fait partie de SuperCam, version améliorée de l’instrument ChemCam en service sur le rover Curiosity depuis 2012. Placé sur le mât du rover pour bénéficier de ses capacités de pointage, il poursuit plusieurs objectifs originaux :

  • étudier le son des impacts laser sur les roches martiennes pour mieux comprendre leurs propriétés mécaniques ;
  • améliorer notre connaissance des phénomènes atmosphériques de surface : turbulence du vent, tourbillons de poussière, interactions entre le vent et le rover lui-même ;
  • comprendre la signature acoustique des activités du rover : bras robotique et mât, roulage sur le terrain martien, pompes, etc.

Ses enregistrements ont aussi révélé que le son se propage sur Mars à deux vitesses différentes selon sa hauteur.

Écouter les premiers sons de Mars

EntrySat — le premier CubeSat de l’ISAE-SUPAERO (CNES, 2014-2019)

Investigateur principal. Avec mes collègues du département DEOS et nos étudiants, nous avons conçu et réalisé EntrySat, le premier CubeSat de l’ISAE-SUPAERO, lancé en 2019 depuis la Station spatiale internationale pour étudier la rentrée atmosphérique des débris spatiaux.

 Responsabilités académiques

Actuelles

  • Responsable de l’équipe de recherche SSPA (Systèmes Spatiaux pour la Planétologie et ses Applications)
  • Responsable du Master Spécialisé SPAPS
  • Responsable des cours de systèmes spatiaux de la filière de 3e année Supaéro OTSU (Observation de la Terre et Sciences de l’Univers)

Passées

  • Directeur adjoint de la Recherche et des Ressources pédagogiques, ISAE-SUPAERO (2024-2025)
  • Chef du Département Électronique, Optronique et Signal (DEOS), ISAE-SUPAERO (2020-2024)
  • Responsable de la filière de 3e année Supaéro OTSU « Observation de la Terre / Sciences de l’Univers » (250 h)
  • Co-responsable du Master 2 ASEP (Astrophysique, Sciences de l’Espace, Planétologie), Université Toulouse 3 / ISAE-SUPAERO
  • Responsable du cours d’Astrophysique / Planétologie de 1re année Supaéro (40 h)

Communauté scientifique

  • International Planetary Probe Workshop : comités international et de programme (IPPW 10 à 13), président du comité local d’organisation d’IPPW 9 (Toulouse, 2012)
  • Organisation de la conférence Low-Cost Planetary Missions (LPCM 2019) et d’Horizon 2061 (2019), Toulouse
  • Planetary Science Officer de l’European Geosciences Union (2013-2016)
  • Membre de l’IEEE, du COSPAR, de l’AGU et de l’EGU

 Enseignement

  • Conception de missions spatiales scientifiques (Supaéro, 3e année)
  • Planétologie (Supaéro, 2e année)
  • Mécanique céleste avancée – astrodynamique (Supaéro, 2e année)
  • Session « New Space » de l’Executive Master Innovation de l’École polytechnique (2021, 2022)
  • Cours à l’Académie spatiale de défense (ISAE-SUPAERO, École de l’Air et de l’Espace, Commandement de l’Espace)

J’ai enseigné pendant de nombreuses années l’introduction à la mécanique céleste en première année du cursus Supaéro (IS101) et dans le Master 2 ASEP. Je ne donne plus ce cours, mais son polycopié reste une référence pour les étudiants et pour tous ceux qui veulent apprendre les bases de la mécanique céleste et spatiale : problème à deux corps, orbites képlériennes et éléments orbitaux, perturbations, problème à trois corps et points de Lagrange, résonances, et introduction à la dynamique hamiltonienne et au chaos.

Pour mémoire, l’ancienne page du cours reste consultable : Cours IS 101.

 Distinctions

  • NASA JPL Group Award pour les expériences de sismologie en ballon, avec Caltech et le JPL (2018)
  • Trois NASA JPL Group Awards pour la proposition InSight, le déploiement du sismomètre et les opérations InSight (2020)
  • Chevalier dans l’Ordre des Palmes Académiques (2020)

 Médiation scientifique et médias

L’espace est un formidable vecteur de partage de la science. J’interviens chaque année dans des écoles, collèges et lycées, dans le cadre de l’association OSE-ISAE ou à titre personnel. Pour l’atterrissage d’InSight, nous avons accueilli plus de 400 collégiens et lycéens dans trois amphithéâtres de l’ISAE-SUPAERO, dans le cadre des « Cordées de la réussite » destinées aux élèves d’établissements défavorisés.

Nos travaux sont régulièrement relayés par les médias (The New York Times, BBC News, CNN, Nature, Science, Le Monde). Quelques articles que j’aime particulièrement :

 Réseaux sociaux

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Documents joints

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