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Recherche - Cryogénie : Grenoble fait décoller Ariane

Isère le 10 avril 2014 - Caroline Thermoz-Liaudy - Actualités - article lu 1302 fois

Recherche - Cryogénie : Grenoble fait décoller Ariane
Chose rare, le CEA de Grenoble a ouvert les portes de son « service basses températures ». L'occasion de découvrir les principes de cette science particulière, et son utilité dans des applications concrètes.

La cryogénie.

Elle peut faire penser à certains scénarios de science-fiction, mais au-delà de la conservation de corps en hibernation destinés à découvrir le futur, ou à survivre à la fin du monde, tel que Barjavel l’écrivait déjà dans « La nuit des temps », les scientifiques du CEA de Grenoble travaillent à développer cette technique.
Lionel Duband, responsable du Service des Basses Températures, explique. « Entre dans la notion de basses températures ce qui est inférieur à 150°C, le zéro absolu étant -276°C, (ou 0°Kelvin). Abaisser la température permet de ralentir le mouvement des atomes et de les rendre plus facilement observables, voire même, d’observer des phénomènes qui était masqués. » 70 personnes au CEA de Grenoble travaillent donc sur ces problématiques, répartis dans 3 laboratoires thématiques (réfrigération thermo-hydraulique, cryogénie pour la fusion et cryogénie spatiale), et dans 3 laboratoires supports (Electroniciens, bureau d’études et caractérisation de matériaux). De plus, Grenoble représente un environnement très favorable à la recherche sur les basses températures car dans la proximité immédiate du CEA, se trouvent l’Institut Neel, et l’entreprise Air-Liquide.
« A l’institut Louis Neel, 300 personnes travaillent sur les basses températures (autour de 4°K) » explique Pierre-Etienne Wolf, le directeur adjoint. « Nous travaillons sur de nouvelles techniques, afin de refroidir dans des conditions très difficiles, par exemple en apesanteur, ou en Antarctique. Nous travaillons aussi sur la cryogénie par désaimantation, plutôt que par fusion, car cela permet d’utiliser moins d’hélium-3, qui est une denrée épuisable. »
La question est maintenant de savoir à quoi servent ces recherches, dans les applications réelles ? La réponse vient de Xavier Vigor, directeur général d’Air Liquide (600 salariés à Sassenage, et des clients dans le monde entier). « Notre entreprise toute entière est basée sur la cryogénie et sur le fait de distiller l’air et ses constituants sous forme liquide. L’application la plus connue, c’est Ariane 5 (et même Ariane 6). La fusée est projetée par des moteurs cryogéniques avec des gaz présents sous forme liquide. Nous réalisons aussi les réservoirs qui doivent être légers. » Outre les fusées, le travail d’Air Liquide s’applique aux nombreux satellites, dont les capteurs d’observation nécessitent d’être refroidis. « En plus de stocker des gaz sous forme liquide pour refroidir les éléments, nous arrivons maintenant à produire du froid localement, ce qui va augmenter la durée de vie des satellites, à 10 voire 15 ans, contre 2 ou 3 ans auparavant. » Objet de satisfaction pour Xavier Vigor, Air Liquide devrait connaitre encore de beaux jours, puisque de nouvelles applications sont envisagées. « L’Hydrogène sera peut-être le carburant automobile du futur ? »
Dans les laboratoires du CEA, Eric Bouleau, expert du Service Basses Températures (SBT), présente ensuite NUMOC, un appareil qui travaille sur la RMN (ou IRM) et les propriétés magnétiques de l’atome et de l’électron. « Il permet de plonger les molécules dans un champs magnétique de 200 fois l’attraction terrestre, afin de ranger les atomes et d’extraire la signature d’une molécule ».
Plus tard au cours de la visite, c’est un autre expert, Denis Châtain qui a expliqué les principes de propulsion et de lévitation pour les fusées Ariane. « Nous disposons ici de deux petites stations de lévitations à base d’hydrogène et d’oxygène. Le but est d’observer des situations de gravité pour des applications sur des satellites. On reproduit par exemple la gravité martienne. »
On laisse donc à la science-fiction l’envie de refroidir le corps humain, mais en conduisant la technologie grenobloise dans l’espace, le fantastique n’est pas loin.

Caroline Thermoz-Liaudy

Les contraintes du spatial :

Toutes les technologies conçues pour le spatial et devant rester en orbite doivent faire face à certaines contraintes. C’est aussi le cas pour les systèmes cryogéniques qui doivent répondre à quelques spécificités :
- La résistance au lancement dans l’espace
- Le fonctionnement en microgravité
- La minimisation de la masse
- La faible consommation énergétique
- La durée de vie supérieure à 5 ans
- La facilité d’intégration



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