Un combustible de fusée plus propre, plus sécuritaire et toujours aussi débordant d'énergie

Publié par Adrien le 08/04/2019 à 08:00
Source: Université McGill
Selon un article de recherche publié dans Science Advances, il pourrait être possible de créer un combustible de fusée tout aussi efficace, mais beaucoup plus propre et sécuritaire que les hypergols habituellement utilisés aujourd'hui. Ces nouveaux combustibles reposent sur l'utilisation de "déclencheurs" chimiques qui libèrent l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) de l'un des nouveaux matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) les plus en vogue actuellement, une classe de solides poreux appelés réseaux de coordination organométallique (Un organométallique est un composé chimique comportant au moins une liaison carbone-métal. Il...), ou MOF (metal-organic frameworks). Les MOF sont faits d'agrégats d'ions métalliques reliés entre eux par une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui...) organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande...) appelée ligand.

Les satellites (Satellite peut faire référence à :) et stations spatiales, qui restent en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps...) pendant très longtemps, dépendent des hypergols, des combustibles si réactifs qu'ils s'embrasent dès qu'ils se trouvent en présence d'un comburant (Un comburant est un corps chimique qui a pour propriété de permettre la combustion d'un...) autre que l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...), puisqu'il n'y en a pas en dehors de l'atmosphère terrestre (L'atmosphère terrestre est l'enveloppe gazeuse entourant la Terre solide. L'air sec se compose...). Les hypergols les plus utilisés de nos jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) sont à base d'hydrazine (L’hydrazine (ou Diazène), de formule chimique N2H4 et de formule...), un composé chimique d'atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...) d'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de...) et d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) hautement toxique et dangereusement instable. Les combustibles à base d'hydrazine sont tellement cancérigènes que les gens qui l'utilisent pour leur travail doivent eux-mêmes revêtir un habit protecteur semblable à ceux que portent les astronautes. Malgré les précautions qui sont prises, environ 12 000 tonnes de combustibles à base d'hydrazine sont rejetées chaque année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...) dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) par l'industrie aérospatiale (L'aérospatiale (nom commun féminin singulier) est une discipline scientifique qui...).

"Il s'agit d'une nouvelle approche, plus propre, de création de combustibles hautement inflammables, qui, bien qu'ils ne soient pas particulièrement plus sécuritaires que ceux que nous utilisons actuellement, ont un temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) de réaction et de combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la...) très court, une qualité essentielle des combustibles de fusée (Fusée peut faire référence à :)", explique Tomislav Frisčić, professeur au Département de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à...) de l'Université McGill (L’Université McGill, située à Montréal au Québec, est une des...) et coauteur principal de l'article avec l'ancien chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) de McGill, Robin D. Rogers.

"Même si nous n'en sommes encore qu'aux premiers stades de travail en laboratoire avec ces matériaux, les résultats obtenus laissent penser que pourra mettre au point (Graphie) une classe de nouveaux hypergols plus propres et hautement configurables pour l'industrie aérospatiale", indique le premier auteur de l'article Hatem Titi, chercheur postdoctoral qui travaille au laboratoire de Tomislav Frisčić.

Ce dernier aimerait commercialiser cette nouvelle technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :). Pour ce faire, il travaille avec l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) McGill et Acsynam, une société issue de l'essaimage de son propre laboratoire.


Ariane 5 au décollage (Le décollage est la phase transitoire pendant laquelle un aéronef passe de l'état...). Crédit: ESA - S. Corvaja, 2009
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L'article "Hypergolic zeolitic imidazolate frameworks (ZIFs) as next-generation solid fuels: Unlocking the latent energetic behavior of ZIFs", de H.M. Titi et coll. a été publié dans Science Advances 10.1126/sciadv.aav9044.

Ce projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...) de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) a reçu le soutien de l'Air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) Force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un...) Office of Scientific Research, du programme des Chaires d'excellence en recherche du Canada, du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada et de la Fondation canadienne pour l'innovation. Les calculs ont été effectués par Calcul Québec et Calcul Canada sur le superordinateur (Un superordinateur (ou supercalculateur) est un ordinateur conçu pour atteindre les plus...) Mp2 de l'Université de Sherbrooke (L'Université de Sherbrooke, fondée en 1954, est une université francophone...). L'exploitation de ce superordinateur a été financée par la Fondation canadienne pour l'innovation, le ministère de l'Économie, de la Science et de l'Innovation du Québec et le Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies.
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