LESIA - Observatoire de Paris

La cuve SimEnOm

jeudi 20 septembre 2018, par Jérôme Parisot

Objectifs de l’installation

L’installation SimEnOm a pour but de :

  • simuler et contrôler les conditions d’environnement d’un instrument en vol, notamment au niveau du vide et des propriétés thermiques ;
  • permettre de contrôler l’instrument.

SimEnOm se trouve dans une salle propre (classe 10000 ou ISO 7 avec 2 flux laminaires en ISO 5).

SimEnOm (Simulateur de l’Environnement d’Omega) a été développé pour reconstituer l’environnement vide/thermique de l’instrument OMEGA (mission MARS’96 puis MARS EXPRESS) et permettre son étalonnage.

L’installation a été conçue dans l’idée d’être réutilisée pour d’autres expériences, donc avec un certain degré de flexibilité. Elle a depuis servi notamment à tester les instruments suivants :

  • VIRTIS-H (ROSETTA & VENUS-EXPRESS) : tous les modèles (STM, EQM, FM)
  • CHEMCAM (Curiosity) : modèle STM
  • VIHI-PE/Simbio-Sys sur BEPI-COLOMBO : tous les modèles (STM, EQM, FM)
  • MEXIC MF-A sur TARANIS : modèle FM (octobre 2015)
  • SUPERCAM Mast Unit / MARS2020 : modèle STM (avril-mai 2016)
  • XGRE / TARANIS : modèle FM (juin-juillet 2016)
  • RPW / Solar Orbiter : calibration complète avec MEB + PAs + SCM + harnais régulés indépendamment en T° (novembre-décembre 2016)
  • SUPERCAM Mast Unit / MARS2020 : calibration infrarouge du modèle EQM (février - mars 2018)
  • XGRE / TARANIS : TVAC ’bis’ modèle FM hybride (juin-juillet 2018)
  • ExoMars/RLS_ICEU unit : TVAC du modèle FM (août 2018)


Cliquer sur les images pour les agrandir.

Cuve SimEnOm fermée
Cuve SimEnOm fermée

Photo Jérôme Parisot

Intégration de l'instrument VIRTIS-H dans SimEnOm
Intégration de l’instrument VIRTIS-H dans SimEnOm

Photo Jérôme Parisot


SimEnOm avec l'instrument RPW - FM de la mission Solar Orbiter
SimEnOm avec l’instrument RPW - FM de la mission Solar Orbiter

Photo Jérôme Parisot - nov. 2016

Intégration de l'instrument SuperCam Mast Unit - EQM dans la cuve SimEnOm (...)
Intégration de l’instrument SuperCam Mast Unit - EQM dans la cuve SimEnOm (mission Mars2020)

Photo Sylvain Cnudde


Description de l’installation

L’installation comporte :

  • une enceinte à vide cylindrique verticale constituée en 2 parties à peu près égales :
    • la partie inférieure comporte le support et l’essentiel des brides de raccordement (pompage, cryogénie et traversées électriques) en enjambant un banc optique en granit et prenant appui au sol ;
    • la partie supérieure forme une coiffe verticalement amovible qui autorise le passage de faisceaux optiques à travers un hublot (actuellement en CaF2) ;
    • un autre hublot en ZnSe est dédié à l’utilisation d’une caméra thermique montée côté extérieur ;
  • un système de pompage (primaire + secondaire) composé de :
    • un groupe de pompage primaire, sec, avec un étage Roots, hors de la salle ;
    • une pompe turbomoléculaire montée sur l’enceinte ;
    • un réservoir d’azote liquide à l’intérieur de l’enceinte qui assure un pompage cryogénique ;
  • un plateau à l’intérieur de l’enceinte reposant sur le banc optique en granit, dont la tenue mécanique est découplée de l’enceinte à vide par 3 colonnes thermiquement isolantes. Ce système permet d’assurer une bonne stabilité mécanique de l’instrument avec les stimuli optiques à l’extérieur de l’enceinte sur le banc en granit ;
  • un système de contrôle/commande du pompage et des régulations de température des puits thermiques.

L’interface du pilotage est programmée avec LabVIEW.

L’automatisation complète de l’installation a été entièrement rénovée fin 2015.

Caractéristiques techniques de l’installation


Pression dans l’enceinte : 10-7 mbar
Gamme de températures de fonctionnement 77K (-196°C) à 373K (100°C)
Mode de refroidissement azote liquide
Nombre de puits thermiques régulés indépendamment 8
Ø de l’enceinte 100 cm
Hauteur de l’enceinte 110 cm
Nombre de voies de mesures de températures 96
Précision (sondes PT100 4 fils) 0,1 °C
Date de première mise en service 01/09/1994
Déménagement pour le Centre de Technologie Spatiale (CTS) 11/04/2018

english version

SimEnOm thermal vacuum chamber

Objectives of the facility :

SimEnOm (Simulator of the Environment of Omega) has been developed for simulating the thermal vacuum environment of the OMEGA instrument of the MARS’96 mission and the MARS EXPRESS mission in order to calibrate the instrument.

The SimEnOm facility has as a goal to :

  • Simulate and control the space environmental conditions of an instrument in flight, mainly in terms of vacuum and thermal properties ;
  • Allow to control the instrument during thermal vacuum

SimEnOm is located in a clean room of class 10000 or ISO 7 with 2 laminar flows of ISO 5. The setup has been conceptualized with the idea to reuse it for other projects, so with a certain degree of flexibility. It has ever since served for testing the following instruments :

  • VIRTIS-H (ROSETTA & VENUS-EXPRESS) : all the models (STM, EQM, FM)
  • CHEMCAM (Curiosity) : STM model
  • VIHI-PE/Simbio-Sys sur BEPI-COLOMBO : all the models (STM, EQM, FM)
  • MEXIC MF-A sur TARANIS : FM model (Octobre 2015)
  • SUPERCAM Mast Unit / MARS2020 : STM model (April-Mai 2016)
  • XGRE / TARANIS : FM model (June-July 2016)
  • RPW / Solar Orbiter : complete calibration with MEB + PAs + SCM + harness regulated independently in T° (November-December 2016)
  • SUPERCAM Mast Unit / MARS2020 : IR calibration of the EQM model (February - March 2018)
  • ExoMars/RLS_ICEU unit : TVAC FM model (August 2018)

Description of the setup

The setup includes :

  • A vertical cylindrical vacuum chamber build out of 2 almost equally sized parts :
    • The lower part contains the support and the essential of all the flange connections (pumping, cryogenics and electrical cables). It is supported by three pillars that span over a granite optical bench ;
    • The upper part forms a cover that can be moved vertically. It allows the passage of optical beams through a window (CaF2) ;
    • Another window (ZnSe) is dedicated for the use of a thermal camera ;
  • A pump system (primary + secondary) including :
    • A dry primary pump, with a Roots stage, outside of the cleanroom ;
    • A turbomolecular pump mounted to the vacuum chamber
    • A liquid nitrogen reservoir at the exterior of the vacuum chamber which assures the cryogenic pumping
  • A plate at the interior of the chamber founded on a granite optical bench of which the mechanical support is uncoupled from the vacuum chamber by 3 thermal isolated pillars. This system allows to assure a good mechanical stability, for example, when applying external optical stimuli placed on the optical bench ;
  • A control/command system of the pumping and temperature regulations of the thermal sinks.

The steering interface is programmed in LabVIEW. End of 2015 the setup has been renovated and completely automatized.

Technical characteristics


Pressure in the chamber : 10-7 mbar
Temperature range 77K (-196°C) à 373K (100°C)
Cooling system Liquid nitrogen
Number of independent regulated thermal sinks 8
Ø chamber 100 cm
Height chamber 110 cm
Number of temperature probe channels 96
Precision 4-wires PT100 probes 0,1 °C
Date of first use 01/09/1994
Relocation to Technological Space Center (CTS) 11/04/2018