Développement d'un simulateur de visibilité et fiabilité pour constellations satellites LEO F/H

Le groupe EDF est une entreprise innovante et leader en France de la production et la fourniture d'énergie. Le groupe compte parmi les premiers producteurs d'électricité bas carbone au monde. Acteur clé de la lutte contre le réchauffement climatique, EDF participe activement à la décarbonation des usages.

Contexte

Le groupe SI & Telecom de la R&D d'EDF appuie les entités opérationnelles d'EDF sur le déploiement d'infrastructures télécoms, basées sur les dernières technologies, comme les réseaux cellulaires 4G/5G privés, l'intégration de solution de connectivité par satellite et le développement de systèmes RTLS pour la géolocalisation. A ce titre, le site EDF Lab Chatou héberge d'importants moyens de tests couvrant le secteur des télécoms, de l'IOT et de la géolocalisation. En particulier, une plateforme de tests des moyens satellitaires est maintenant disponible sur le site d'EDF Lab Chatou.

Le groupe EDF gère plusieurs dizaines de milliers de liaisons télécoms dont certaines font face à l'obsolescence des technologies utilisées (RTC, 2G/3G). L'émergence des constellations satellitaires à orbite basse dans le domaine des télécommunications et de l'IOT sont des opportunités vis-à-vis de ces problèmes d'obsolescence, mais elles constituent aussi de formidables opportunités pour introduire de nouveaux services : communications Directes avec le smartphone « Direct To Cell », fonctions de résilience de nos solutions de communications, résorption de nos problèmes de connectivités inhérents aux spécificités de nos ouvrages, très souvent situés dans des zones blanches du point de vue des télécoms, en fond de vallées et obstrués par des murs de barrages, falaises etc…

Au gré de l'expérience acquise sur le test et le déploiement de différents moyens de communication satellitaires, et partant du constat que la visibilité des satellites à orbite basse fait face à de nombreux masquages, EDF R&D souhaite développer son propre simulateur pour appréhender la qualité de service que l'on est réellement en mesure d'obtenir des constellations télécoms (ex. Starlink, Oneweb, Kuiper, etc.) et IOT émergentes, permettant de prendre en compte nos contraintes topologiques d'installation (masques de terrain spécifiques notamment).

Objectifs du stage

EDF R&D recherche un stagiaire ingénieur en simulation systèmes satellitaires avec les missions suivantes :

• Analyse préalable des outils disponibles : Étude comparative et préconisation des outils de propagation orbitale (Skyfield, Orekit) et des éventuels simulateurs IoT (FLoRaSat) à intégrer.
• Développement d'un moteur de calcul (backend)
• Modélisation d'environnement : Intégration de masques de terrain et de contraintes locales
• Analyse Radio : Simulation des bilans de liaison (SNR) et prédiction des performances pour les services Direct-to-Cell en particulier.
• Interface de préconisation : Création d'un tableau de bord interactif

Le simulateur permettra d'identifier les périodes de disponibilité et de redondance du service de connectivité (ex : nombre de satellites visibles avec un SNR supérieur à x dB pour une antenne avec z° d'élévation). En particulier, pour ce qui concerne les services IOT qui n'offrent pas de visibilité continue des satellites (ex : IRIDIUM, KINEIS, Globalstar, etc…), la solution permettra d'embarquer la prédiction ou mettre à disposition celle-ci via API.

Les 5 priorités :

• Flux de Données : Script Python récupérant automatiquement les OMM de 2-4 constellations de référence sur CelesTrak.
• Analyse d'Horizon : Extraction de la ligne d'horizon depuis Copernicus GLO-30 via Rasterio pour un point donné.
• Intégration CSV : Module capable d'importer un relevé d'installation (Az/El) et de le superposer au relief.
• Moteur de Visibilité : Calcul des fenêtres de passage (Start/End) prenant en compte le masque combiné et les contraintes de SNR / angles d'élévation requis.
• Maquette d'Interface : Première version sous Streamlit permettant de visualiser le "Skyplot" du site. Développement d'un frontend selon le temps restant type Angular à considérer.

Profil souhaité

Forte appétence pour le traitement de données orbitales / géospatiales, concevoir des algorithmes, traitement des données massives. Désir de comprendre l'écosystème du new space.

Niveau d'études : Étudiant en fin de cycle Ingénieur (Bac+5) - Spécialité Télécoms, Géomatique ou Informatique Scientifique.

Compétences clés :

• Python scientifique : Capacité à manipuler de gros volumes de données (Numpy, Pandas), développement backend type web service
• Culture SIG : Compréhension des Modèles Numériques de Terrain (DEM) et utilisation de QGIS.
• Mathématiques Appliquées : Géométrie dans l'espace, trigonométrie et interpolation, forte appétence et capacité à concevoir des algorithmes
• Bases Radio : Notions de propagation et de bilan de liaison (SNR).
• Autonomie : Capacité à sourcer les TLE/OMM et à concevoir / développer / documenter une API backend web service.
• Informatique : postgreSQL, Gitlab, Linux

Langue : français ou anglais de bon niveau (écrit et parlé)

Savoir-être :

• Autonomie, rigueur scientifique, curiosité et capacité à vulgariser des résultats techniques.