ÉTUDE DE MARCHÉ Concours wweeddoo 2020 Projet Structures de Cubesats 1U et 3U - Anthony DREANO Clément LINGOIS Étudiants à l'ISAE-ENSMA
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ÉTUDE DE MARCHÉ
Concours wweeddoo 2020
Projet Structures de Cubesats 1U et 3U
Anthony DREANO
Clément LINGOIS
Étudiants à l’ISAE-ENSMA
Étude de marché : Structures de cubesats
Table des matières
1. Définition et environnement du projet ................................................................................ 2
2. Étude macro-économique ................................................................................................... 3
2.1. Le marché .................................................................................................................... 3
2.2. La réglementation ........................................................................................................ 5
2.3. La concurrence directe et indirecte .............................................................................. 6
2.4. Aspect technologique .................................................................................................. 7
2.5. La demande.................................................................................................................. 8
3. Étude micro-économique .................................................................................................... 9
3.1. Étude des fournisseurs ................................................................................................. 9
3.2. Étude de la clientèle | Précision de notre offre ............................................................ 9
4. Hypothèse de CA .............................................................................................................. 10
1
Étude de marché : Structures de cubesats
1. Définition et environnement du projet
L’industrie aérospatiale est aujourd’hui témoin d’une véritable révolution via le mouvement
dit du New Space. Ce mouvement désigne l’arrivé sur le marché d’acteurs privés, dont les plus
connus sont SpaceX et Blue Origin. Cette privatisation progressive de cette industrie est
d’ailleurs encouragée par les Agences Gouvernementales déjà présentes depuis des décennies,
notamment en ayant défini et standardisé les Cubesats.
Ce terme désigne un nano-satellite cubique miniature dont les procédés de fabrications et
d’assemblages sont soumis à des normes très précises, rendant leurs productions et leurs
lancements extrêmement moins chers. Ainsi, le rêve d’un accès à l’Espace à moindre coût est
devenu une réalité pour beaucoup de PME et de laboratoires, propulsant le Cubesat à un état de
figure de proue du New Space.
Figure 1 : Les différentes configurations possibles d'un Cubesat
Xinétis est un projet d’entreprise dont le but est d’intégrer le marché des Cubesats en
proposant des Structures ainsi que des Petits Mécanismes adaptés à ce type de satellite
miniature.
En particulier, l’objet de cette étude de marché est de constater la viabilité ou non de la
commercialisation de structures de Cubesat 1U (10*10*10cm) et 3U (10*10*30cm).
Figure 2 : Exemple de structure de Cubesat 1U
2
Étude de marché : Structures de cubesats
2. Étude macro-économique
2.1. Le marché
Le marché du Cubesat est assez jeune et connaît une croissance d’environ 20% chaque
année. On estime que sur la période 2021-2023, environ 1400 de ces nano satellites seront
produits, soit la totalité des nano-satellites produits sur la période 2013-2019.
Par ailleurs, à l’issue de l’année 2023, ce marché devrait représenter au total une valeur de
375 millions USD contre 152 millions USD en 2018.
Figure 3 : Évolution en quantité du marché des Cubesats
Au-delà des chiffres, ce marché s’ouvre à tous types de clients évoluant dans le domaine
spatial. Il y a bien sur des clients militaires (Département de la Défence), mais aussi des
commerciaux (Entreprises IoT) ainsi que des opérateurs civils (Universités et Laboratoires).
Ces deux derniers types de clients sont d’ailleurs très largement majoritaires, on y retrouve des
entreprises voulant exploiter les capacités de télécommunications de ces nano-satellites mais
aussi des laboratoires de recherche dont les buts sont d’effectuer des expériences scientifiques
dans un milieu sans pesanteur.
Figure 4 : Évolution du type de client
3
Étude de marché : Structures de cubesats
Du côté des constructeurs de Cubesats, on retrouve toujours la même formule :
- Soit il vous fournit un nano-satellite complet.
- Soit il vous fournit un ou des composants et l’assemblage est à la charge du client.
Ainsi, les commerciaux vont opter pour un nano-satellite « plug and play » tandis que les
laboratoires vont opter pour la solution moins chère qui est d’acheter les composants puis se
charger de l’assemblage.
Il est tout de même à noter qu’un tout autre marché est en train de se développer au niveau
des lanceurs spatiaux. En effet, au vu de l’évolution du marché du Cubesat pas moins d’une
centaine d’entreprises à travers le monde ont pour but de mettre au point la première fusée
fonctionnelle uniquement dédiée aux nano-satellites.
En effet, actuellement les nano-satellites sont lancés depuis des fusées traditionnelles en
tant que charge utile secondaire, c'est-à-dire qu’ils ne sont pas prioritaires sur la destination
orbitale finale mais dépendent totalement de la destination de la charge utile primaire, ce qui
peut être une contrainte majeure pour une expérience scientifique très spécifique.
Enfin, toutes les tailles de nano-satellites ne sont pas équivalentes en termes d’utilité.
Environ 85% des nano-satellites produit à ce jour sont de tailles 1U et 3U, d’où notre choix de
d’abord se concentrer sur ces tailles bien précises. Les tailles 1U permettent aux laboratoires et
étudiants d’envoyer un satellite dans l’espace sans trop de contraintes de temps et d’argent et
est une bonne occasion de « se faire la main » sur ce nouveau domaine, tandis que la taille 3U
est de loin celle qui permet une plus grande polyvalence de mission tout en restant à un coût
raisonnable.
Figure 5 : Répartition des Cubesats selon leurs tailles (XXXX – 2015)
4
Étude de marché : Structures de cubesats
Pour ce qui est de l’évolution de l’utilisation des différentes tailles de nano-satellites dans
les années à venir, on peut se référer à la Figure 6. A noter toutefois que dans ce graphique, la
partie 1-3kg correspond à 1U-2U, la partie 4-6kg correspond à 3U et que la partie 7-10kg
correspond à 6U-12U.
Figure 6 : Estimation de l'évolution de la taille des Cubesat utilisés
On note donc aisément une stagnation des nano-satellites légers à 28% tandis que les nano-
satellites moyens et lourds vont osciller autour de respectivement 49% et 23%. Nos deux
premiers produits vont donc pourvoir s’aligner sur environ 77% du marché.
2.2. La réglementation
Le développement d’un système destiné à une application spatiale est bien entendu très
règlementé est soumis à de nombreuses normes. Trois principales règlementations existent :
- Les normes GEVS de la NASA1 pour le continent Américain.
- Les normes ECSS de l’ESA2 pour l’Europe.
- Les normes JX de la JAXA3 spécifiques aux activités Japonaises.
Dans notre cas, nous allons nous conformer aux normes GEVS et ECSS. Ces normes
impliquent principalement une spécification précise lors des tests de qualification de notre
système. Si le prototype, après avoir passé la campagne de test, est toujours fonctionnel, nous
avons alors atteint le stade où le produit est certifié ECSS ou GEVS ce qui est synonyme
d’autorisation à décoller depuis un lanceur américain ou européen.
Bien entendu, ces normes s’appliquent également à d’autre domaines, tels que le
management d’un projet spatial où de nombreux documents appelés délivrables sont requis
pour s’assurer de la bonne conduite du projet, délivrables qui seront rigoureusement vérifiés à
chaque phase du projet par les autorités compétentes.
1
National Aeronautics and Space Administration
2
European Space Agency
3
Japan Aerospace Exploration Agency
5Étude de marché : Structures de cubesats
2.3. La concurrence directe et indirecte
Depuis l’essor des Cubesats au début des années 2000, des entreprises ont su en tirer profit
pour être aujourd’hui qualifiées de référence dans le domaine.
Dans le but de mieux connaître les entreprises opérant sur ce marché, nous avons réalisé
un tableur recensant plus de 200 entreprises avec pour chacune leurs activités précises
associées. Nous pouvons y trouver des entreprises uniquement axées services, des sous-traitants
et bien sûr des fabricants de composants.
Citons par exemple AAC Clyde Space (CA 2019 : 6M€), entreprise britannique proposant
tous les produits que nécessite un nano-satellite en plus des divers services associés (aide à
trouver une fenêtre de lancement, proposition de softwares pour l’analyse mission…etc). Cette
entreprise est aujourd’hui essentiellement fournisseur de nano-satellites à application militaire.
ISISpace (CA 2019 : 10M€) quant à eux offre une gamme complète de produits
(composants ou assemblés) et de l’assistance en R&D. Cette entreprise est beaucoup plus
centrée sur les clients issus des milieux de l’enseignement supérieur et de la recherche leurs
proposant notamment de nombreux outils pédagogiques pour les aider au mieux à faire une
mission viable. Toutefois leurs prix sont les plus chers du marché, ce qui rebutent nombre de
clients qui vont se tourner vers le troisième concurrent, Endurosat.
Les deux mastodontes précédents ont vu leurs parts de marché grandement diminués
lorsque l’entreprise bulgare EnduroSat (CA 2019 : 27M€) qui, lancé en 2015, a rapidement
inondés le marché de produits non seulement peu cher (environ 40% moins cher que la norme)
mais également fonctionnels car certifié par deux agences (ECSS et GEVS), le tout en accordant
une importance non négligeable à l’esthétique de leurs produits et de leur marque. Résultat :
Plusieurs millions d’investissement et une croissance annuelle de 350%. Leurs clients sont
essentiellement commerciaux et civils (laboratoire, étudiants) et par conséquent mettent en
place une politique de service après-vente très poussée afin de proposer leur support jusqu’au
jour du décollage.
Notons que les concurrents direct et indirect sont ici une même entité. En effet notre
concurrence indirecte sont les nano-satellites « plug and play » qui sont proposé par nos
concurrents directs.
Logo Entreprise 1U 3U
Clyde Space Non donné Non donné
ISISpace 2500 € 3900 €
Endurosat 1250 € 2800 €
Tableau 1 : Comparaison des offres du marché actuel
6Étude de marché : Structures de cubesats
2.4. Aspect technologique
Les outils utilisés pour développer nos produits, qui sont essentiellement mécanique, se
réduisent à deux types de logiciels :
- CAO (Conception Assistée par Ordinateur) en l’occurrence Catia qui permet de
modéliser une pièce ou un assemblage mécanique mais aussi simuler ses réponses
mécaniques en fonctions de diverses contraintes.
- FAO (Fabrication Assistée par Ordinateur) ici TopSolid qui permet de passer de la
conception à la fabrication simulée, permettant ainsi de choisir les meilleures options
de fabrication dans le but de réduire les coûts de production.
Viens ensuite les machines de fabrication, disponibles gratuitement pour l’année prochaine
au moins. Situés dans l’atelier de l’IUT Génie Mécanique et Productique d’Orléans ou de
l’ISAE-ENSMA, la direction nous accorde un accès gratuit sous supervision des techniciens à
la totalité du parc machine avec pour objectif de produire les deux prototypes destinés aux tests
de certifications. Ensuite, nous ferons sous-traiter les produits commercialisables par AFUME
un atelier de fabrication mécanique de précision situé à Jargeau, dans le Loiret.
La technologie utilisée est donc traditionnelle mais gardons à l’esprit que des méthodes de
fabrication innovantes font leur apparition (comme l’impression 3D) mais ne sont pas encore
au stade de pouvoir utiliser comme matière premières les matériaux de haute technologie que
requièrent le domaine aérospatial.
Figure 7 : MCN dernière génération de l'IUT GMP d'Orléans
Enfin, nous sommes en relation avec le CNES4 qui est en mesure de nous accueillir dans
leur département réservé aux tests et à la certification de systèmes spatiaux. Nous avons de plus,
par notre statut d’étudiant-entrepreneur, des frais à notre charge relativement faibles, frais
nécessaires pour le bon déroulement de la campagne de test.
4
Centre National d’Études Spatiales
7Étude de marché : Structures de cubesats
2.5. La demande
Comme dit dans la partie 2.1., la demande se répartit selon trois catégories de clients :
- Les militaires
- Les civils
- Les commerciaux
La Figure 4 nous montre par ailleurs que les activités militaires sont négligeables tandis
que civils et commerciaux se partagent respectivement environ 30% et 70% de la demande
totale. A noter que les besoins militaires sont très divers et bien entendus classés secret défense.
Il n’existe donc pas de documentations sur leurs activités, rendant impossible la caractérisation
de ce type de client.
Les civils ont tendance à avoir moins de budget que les commerciaux, ils vont donc se
diriger vers des fournisseurs de composants peu chers puis les assembler eux-mêmes.
Les commerciaux ont une vision plus large, ils ne veulent pas lancer un nano-satellite mais
plusieurs, ils ont donc un plus gros budget et iront se fournir chez celui qui a la capacité de
fournir non seulement des équipements dont le prix est avantageux, mais aussi vers un service
client bien développé afin d’assurer le bon déroulé de ces missions multiples.
8Étude de marché : Structures de cubesats
3. Étude micro-économique
3.1. Étude des fournisseurs
Nos fournisseurs sont exclusivement des magasins de matériaux, qu’ils soient physiques ou
en ligne, avec des produits certifiés aéronautique. Plus précisément, nos fournisseurs nous
vendent des plaques d’Aluminium 6061 et 6082.
Notre premier fournisseur est ULM Technologies (CA 2015 : 2M€) qui nous fournit nos
bruts d’usinage. Les commandes sont très souples, on peut y commander de très petits bruts de
quelques centimètres jusqu’à des bruts mesurant plusieurs mètres. Leurs stocks étant souvent
bien rempli, le délai d’attente est presque nul et le temps qui me sépare de l’achat à la livraison
est uniquement le délai de livraison (maximum 72h). La livraison se faisant par des compagnies
comme Colissimo, TNT, dpd et Geodis.
Notre deuxième fournisseur est André Laurent (CA 2019 : 10M€) qui est une entreprise
spécialisée dans l’équipement aéronautique et spatial. Cette entreprise nous fournit tous nos
éléments de visseries. C’est l’entreprise elle-même qui gère la livraison afin d’avoir un expert
technique présent jusqu’à la rencontre physique avec le client.
3.2. Étude de la clientèle | Précision de notre offre
Notre cible est de prime abord les opérateurs civils, car par nos partenariats, nous sommes
en mesure de commercialiser un produit fini nettement moins cher que la concurrence.
Conscient que cela n’inspire pas forcément confiance, notre stratégie est d’une part être certifié
ECSS et GEVS pour avoir accès au marché américain, tout en déployant de gros moyens, sur
nos fonds déjà acquis, en termes de communication et de support sans oublier le label Made In
France.
Ainsi, nous serons en mesure de plaire à la clientèle civile, mais aussi commerciale.
Car en effet, les deux freins principaux de ces deux types de clients potentiels sont le
manque de support et le prix des composants. C’est sur ces deux fronts que nous désirons
combattre afin d’aboutir à une offre allant de la vente jusqu’au lancement.
• Prix : 1U - 1000 € et 3U - 2300€
• Certification : ECSS et GEVS
• Made In France
• Packaging customisé
• Support Technique jusqu’au lancement
• Mise à disposition de tous les documents 3D et de réalité virtuelle aidant à
l’assemblage
9Étude de marché : Structures de cubesats
4. Hypothèse de CA
Nos Structures 1U et 3U seront commercialisables et accompagnés de tous leurs services
annexes à partir de Q4 2020.
On estime que notre offre peut nous permettre d’avoir 3 commandes entre le lancement et
la fin de l’année 2020 (soit durant Q4 2020). Le volume de commande viendrait ensuite à
augmenter au fil des années en affichant un fort taux de croissance. Pour les structures 1U on
observerai donc une croissance de 100% entre 2021 et 2022 et de 25% entre 2022 et 2023. Pour
les structures 3U, la croissance prévue est de 63% entre 2021 et 2022 et de 38% entre 2022 et
2023.
Année Marché Dont Dont Commandes Commandes CA
visé 1U 3U 1U 3U Prévisionnel
prévisionnelles prévisionnelles
2020 270 76 194 1 2 5 600€
Cubesats
2021 400 112 288 4 8 22 400 €
Cubesats
2022 457 128 329 8 13 37 900 €
Cubesats
2023 513 144 369 10 18 51 400 €
Cubesats
Total 117 300 €
Tableau 2 : Chiffre d'affaires prévisionnel jusqu'en 2023
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