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Le blog emploi de l'ESTACA

SPACE PROPULSION 2012 - Part 2

9 Mars 2013, 14:21pm

Publié par Patricia VAUX

Par J.L. Cullerier, S. Henry, C. Perut, D. Valentian | 08.09.2012

 

2-La propulsion hybride 

Les principes et performances de la propulsion hybride

La propulsion hybride consiste à injecter un oxydant liquide (LOx, N2O, H2O2…) dans une chambre de combustion intégrant un réducteur (dit aussi « fuel ») solide. La combustion générée par la réaction entraine ensuite un fonctionnement relativement comparable à un propulseur à propergol solide.

Ce principe permet de coupler certains avantages des propulsions liquide et solide, en donnant l’accès à de fortes poussées pouvant être modulées par le débit d’oxydant. Selon le choix des matériaux énergétiques, cette propulsion peut présenter un caractère non toxique et/ou non pyrotechnique.

Les principaux inconvénients sont liés au faible niveau de performance obtenu avec les matériaux disponibles, et au faible niveau de maturité de matériaux à haute performance ; en particulier les faibles vitesses de combustion des réducteurs actuels constituent un frein au développement de cette technologie. De plus, les phénomènes de combustion liés à la propulsion hybride ne sont pas suffisamment maîtrisés.

 Etat de situation de la technologie et applications

Le principe de la propulsion hybride est ancien (depuis 1930), mais malgré de nombreux travaux il n’y a pas eu jusqu’ici de « solution miracle » trouvée : les applications restent donc limitées à des niches (exemple : SpaceShip).

En théorie, grâce aux capacités de modulation ou de stop/restart, la propulsion hybride autorise de nouvelles missions difficilement accessibles avec les propulsions classiques. Des travaux de recherche sont menés sur différentes voies technologiques, pouvant aller jusqu’à des programmes de démonstration, comme le projet FP7 SPARTAN en cours. Une volonté de micro-lanceur norvégien est affichée par Nammo dans un horizon de 5 ans ; les autres applications citées, comme les landers, apparaissent plus lointaines. Néanmoins le développement de cette technologie souffre de discontinuité dans les financements et ces derniers restent très en retrait des financements dédiés à la propulsion liquide ou solide.

La propulsion hybride constitue un bon sujet pédagogique : elle couvre de nombreuses thématiques de la propulsion, elle peut être mise en œuvre avec des moyens accessibles. De nombreux projets étudiants sont réalisés avec cette propulsion comme le projet PERSEUS, ce qui est très positif pour la motivation des futurs ingénieurs, mais masque la complexité de cette technologie pour la porter à un stade industriel.

Cartographie

Les compétences technologiques nécessaires à la propulsion hybride existent en Europe, mais aucun industriel ne les possède toutes ;, ce qui en fait un bon sujet de coopération. On peut citer par exemple les projets FP7 ORPHEE et SPARTAN, les TRP ESA de Nammo. Quatre sessions « hybride » ont été tenues lors du congrès Space Propulsion, les pays européens étant apparus comme les plus actifs sont la Norvège, l’Italie, l’Allemagne et la France. Les feuilles de route technologiques montrent que la maîtrise de la propulsion hybride est accessible pour l’Europe.

La France dispose de la majeure partie des compétences de base, industrielles et de recherche, nécessaires à la propulsion hybride : la propulsion solide, la propulsion liquide, l’architecture système… Néanmoins il n’existe pas actuellement de motoriste hybride, ce qui reviendrait à créer une nouvelle filière industrielle.

La région Aquitaine dispose de domaines d’excellences en lien avec la propulsion hybride (propulsion solide, moyens d’essais, laboratoires universitaires…), qui peuvent avoir un rôle dans le cadre de coopérations.

Perspectives

Personne ne sait dire aujourd’hui si cette technologie aura dans le futur une réelle place et laquelle. Mais son fort potentiel est reconnu et elle pourrait bénéficier de l’avancée de technologies de base comme les matériaux innovants ou la simulation. Il existe donc un risque industriel à l’ignorer complètement.

Il apparaît important de soutenir les actions permettant de rester positionnés sur les projets en coopération européenne, qui se feront même sans la France, afin de pouvoir saisir les opportunités si elles apparaissent.

Une réflexion pourrait être menée par un groupe de travail national regroupant les principaux acteurs (agences, industriels, laboratoires…), en vue d’identifier les filières d’excellence à pousser dans ces coopérations, en synergie avec les propulsions solide et liquide, et permettant également de bénéficier du rôle attractif et formateur de cette technologie.

 

Extrait de la revue 2AF - Suite de Part 1 du 8/3/2013

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