Présentation du projet CHIMCOMB 1 : Propulsion spatiale à ergols verts et catalyse

Le projet CHIMCOMB1 s’inscrit dans une dynamique de recherche visant à développer des systèmes de propulsion plus performants et plus respectueux de l’environnement.

 

À l’heure actuelle, le remplacement de composés énergétiques toxiques dans les systèmes propulsifs est un enjeu majeur du fait de l’augmentation du trafic spatial. C’est notamment le cas de l’hydrazine. Ce composé énergétique, utilisé actuellement comme ergol liquide (carburant pour le spatial) dans les systèmes propulsifs de 99 % des satellites en orbite, est hautement toxique et classé SoVHC (Substance of Very High Concerns) par la réglementation REACH. Ces propriétés cancerigènes et explosives demandent de prendre des précautions drastiques, telles que le port de combinaisons dédiées (SCAPE), menant ainsi à des coûts d’utilisation élevés. L’adaptation et l’optimisation de systèmes catalytiques intégrés aux moteurs de décomposition de nouveaux ergols verts (eau oxygénée ou ergols à base de liquides ioniques) est donc une priorité au niveau européen, car les catalyseurs utilisés actuellement pour la décomposition de l’hydrazine ne sont pas utilisables pour celle des ergols verts. Par ailleurs, si les regards se sont principalement tournés vers l’hydrazine ces dernières années, d’autres composés sont aujourd’hui également en voie de remplacement. Au niveau de la propulsion solide par exemple, le perchlorate d’ammonium – qui est utilisé comme oxydant dans la formulation des boosters d’Ariane et de VEGA (lanceurs européens) – est toxique également et conduit à la formation de grande quantité d’acide durant les lancements. À titre d’exemple, 100 t d’acide chlorhydrique sont libérées dans l’atmosphère à chaque lancement d’Ariane 5 participant ainsi aux phénomènes de pluies acides ou à la destruction de la couche d’ozone. Dans ce cas, la modification de la composition des constituants traditionnels des propergols (ergols solides constitués essentiellement d’un oxydant, d’un réducteur et de liants) afin d’accroître leurs performances et de diminuer les rejets toxiques est envisagé.

 

Le projet CHIMCOMB1 a pour objectif de répondre aux besoins actuels en matière d’optimisation des systèmes de propulsion, notamment au niveau respect environnemental et performances, et d’offrir de nouvelles perspectives aux recherches en cours permettant ainsi de débloquer des verrous technologiques. Ce projet est articulé autour de trois actions :

  • Action 1 : la compréhension et la maitrise des réactions de synthèses de composés énergétiques pour les ergols liquides et solides,
  • Action 2 : la compréhension des processus de décomposition et combustion catalytique
  • Action 3 : l’assemblage d’un système d’injection liquide permettant de travailler dans des conditions plus proches des applications visées.

Ce projet a notamment permis l’achat des équipements suivants :

  • un spectromètre de masse,
  • une caméra proche infrarouge,
  • un chromatographe en phase gaz couplé à une détection par spectrophotométrie infrarouge à transformée de Fourier,
  • un microchromatographe en phase gaz,
  • un débitmètre liquide,
  • un vibrobroyeur haute énergie.


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