DECLIC
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Introduction

DECLIC (Dispositif d'Etude de la Croissance et des LIquides Critiques) est un mini-laboratoire automatique conçu par le CNES et installé depuis 2009 dans la Station spatiale internationale qui doit permettre d'étudier le comportement des fluides supercritiques et des milieux transparents dans des conditions de micropesanteur (La micropesanteur, dans le domaine de l'astronautique, est l'état d'un corps tel que l'ensemble des forces d'origine gravitationnelle et inertielle auxquelles il est soumis possède une résultante et un moment résultant très...).

Contexte

Lorsque la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) ou la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est...) atteint des valeurs élevées, certains matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) comme l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) se transforment en fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les liquides, qui sont des fluides peu compressibles. Dans certaines...) supercritique. Mais l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et...) de ce phénomène est rendue difficile par la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.). Les expériences sur les fluides supercritiques peuvent avoir des retombées pratiques pour le traitement des déchets ou la fabrication des alliages. Le CNES a effectué par le passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une...) des expériences dans ce domaine à bord de la station spatiale (Une station spatiale, dans le domaine de l'astronautique, est une installation spatiale en orbite ou déposée sur un astre, ne disposant pas de moyens de propulsion autonomes ou ne disposant que de moyens de propulsion...) russe Mir. Les résultats positifs obtenus sont à l'origine de DECLIC (DECLIC (Dispositif d'Etude de la Croissance et des LIquides Critiques) est un mini-laboratoire automatique conçu par le CNES et installé depuis 2009 dans la Station spatiale internationale qui doit permettre...).

Déroulement

DECLIC a été installé à bord du laboratoire japonais Kibo (Kibo est le pseudonyme de James Parry (né le 13 juillet 1967), un utilisateur d'Usenet très connu pour son sens de l'humour, une signature absurdement longue et une capacité a rejoindre n'importe quel fil de discussion. Ses...) de la station spatiale en aout 2009 après un report de plus d'un an lié à la priorité donnée (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) à l'achèvement de l'assemblage de la station. Il est prévu que DECLIC soit utilisé 4 à 6 mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) par ans pour une durée minimum de 2 à 3 ans. A chaque rotation d'équipage, 2 à 3 nouveaux inserts seront montés dans la station.

Chaque insert est mis en place par l'équipage de la station qui doit seulement brancher quelques câbles pour que l'expérience puisse démarrer. Il est prévu que le déroulement de l'expérience soit contrôlé en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) réel depuis le CADMOS la structure du CNES chargée du développement de DECLIC et que les résultats puissent être transmis en temps réel. Compte tenu des limitations dans les capacités de transmissions entre la station spatiale et le sol, DECLIC peut fonctionner de manière automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la modélisation, de l'analyse, de la commande et, de la régulation des systèmes dynamiques. Elle a pour fondements théoriques les...) et transmettre ses données par vacation au bout de quelques jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure...). Après la fin de l'expérience l'insert est redescendu au sol.

Le mini-laboratoire

Le mini-laboratoire DECLIC installé dans la station spatiale internationale (La Station spatiale internationale (en anglais International Space Station ou ISS) est un habitat placé en orbite terrestre basse, occupé en permanence par un équipage international qui se...) prend la forme de deux tiroirs au format Express (Express est un langage informatique servant à spécificier formellement des données. Il a fait l'objet d'une normalisation (ISO 10303-11).) Rack (format standardisé des équipements scientifiques de la station spatiale).

  • Le tiroir supérieur contient le boitier expérience (EXL). Celui est composé d'une part d'un banc d'optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.) regroupant des senseurs optiques et opto-électroniques, d'autre part d'un bloc amovible, appelé insert, qui contient l'échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou d'une solution. Le mot est utilisé dans différents domaines :) soumis à l'expérience et l'électronique et le thermostat (Un thermostat est un système assurant une température constante. Cela peut être un dispositif passif (type bouteille thermos) ou bien un appareil qui sert a réguler une température.) permettant de créer les conditions (températures,...) dans lesquelles l'expérience doit se dérouler. Trois inserts ont été initialement développés.
  • Le tiroir inférieur contient le boitier électronique (ELL) qui rassemble les composants de DECLIC chargés du pilotage de l'expérience, du stockage des données et des images résultant des expériences, de la liaison avec la station au sol et du transfert des données.

Les capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une...) sont constitués notamment de plusieurs caméras à haute résolution et grande vitesse (On distingue :) (jusqu'à 900 Hz), d'un interféromètre, de systèmes de mesure de de dispersion (La dispersion, en mécanique ondulatoire, est le phénomène affectant une onde dans un milieu dispersif, c'est-à-dire dans lequel les...) et de transmission de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La...).

Les expériences

Les trois premières expériences (=inserts) sont :

  • ALI (Alice Like Insert par référence à l'expérience ALICE développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme...) pour la station MIR) porte sur l'observation du changement de phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) au au voisinage (La notion de voisinage correspond à une approche axiomatique équivalente à celle de la topologie. La topologie traite plus naturellement les notions globales comme la continuité qui s'entend ici comme la continuité en tout...) du point (Graphie) critique de fluides purs comme le SF6 ou le CO2 et l'étude de l'effet Piston.
  • HTI (High Temperature Insert) est une étude du transfert de chaleur (Un transfert de chaleur qu'il convient d'appeler transfert thermique ou transfert par chaleur est un transit d'énergie sous forme microscopie désordonnée.) et de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de...) dans l'eau supercritique à haute température et haute pression. Des retombées sont envisageables dans le domaine de la production d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) et du traitement des déchets.
  • DSI (Directional Solidifcation Insert) porte sur l'observation du processus de solidification (La solidification est l'opération au cours de laquelle un liquide passe à l'état solide. Cela peut se faire par refroidissement (cas le plus courant), par augmentation...) des alliages et plus particulièrement des micro-structures qui se forment à l'interface (Une interface est une zone, réelle ou virtuelle qui sépare deux éléments. L’interface désigne ainsi ce que chaque élément a besoin de connaître de l’autre pour pouvoir fonctionner correctement.) liquide-solide.
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