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Un nouveau composé énergétique plus vert pour la propulsion spatiale

Le Laboratoire des Hydrazines et Composés Energétiques Polyazotés (Université Claude Bernard Lyon 1/CNRS/Airbus-Safran Launchers), en collaboration avec la Faculté de Pharmacie de l’Université Lyon 1, mène depuis plusieurs années une étude sur le développement de nouveaux carburants pour les systèmes propulsifs (fusée, satellite, sonde…). Des résultats aux applications prometteuses en propulsion spatiale viennent d’être publiés dans la revue « Chemistry - A European Journal ».

L’hydrazine, un propulsif universel

L’hydrazine est un agent réducteur liquide très fluide, semblable à l’eau et notamment connu pour son utilisation en propulsion spatiale. Exploitée depuis des années comme ergol (produit de propulsion), cette famille de composés chimiques reste néanmoins toxique et donc réglementée par l’agence ECHA - European Chemicals Agency - dans l’application de sa directive européenne REACH - Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals - visant à protéger la santé humaine et l'environnement contre les risques liés aux substances chimiques.

Partis de ce constat, les chercheurs du Laboratoire des Hydrazines et Composés énergétiques Polyazotés, avec les chercheurs de la faculté de Pharmacie de l'Université Lyon 1, ont recherché une alternative plus respectueuse de l’homme et l’environnement mais toujours aussi performante.

Trouver des alternatives « vertes » aux propulseurs actuels

C'est ainsi qu'un nouveau composé polyazoté, le 1,1,4,4-tétraméthyl-2-tétrazène (TMTZ), a été identifié par les chercheurs et pourrait être utilisé en remplacement des hydrazines spatiales utilisées jusqu’à présent. Ce nouveau composé chimique appelé le TMTZ est un excellent réducteur et représente de nombreux avantages. Il est liquide dans un large domaine de température, hypergolique, et non sensible à l’impact. Ses performances propulsives sont similaires à celles de la monométhylhydrazine et il est moins volatil que les hydrazines spatiales, ce qui lui donne un avantage supplémentaire puisqu'il présente un risque moins élevé de toxicité.

L'introduction du TMTZ dans les systèmes propulsifs actuels pourrait être rapide et relativement peu coûteuse, puisqu'il possède des propriétés physico-chimiques et des performances propulsives similaires à celles des hydrazines et ne nécessite donc pas de développement lourd de nouveaux moteurs. D’autre part, l'équipe du Laboratoire des Hydrazines et Composés Energétiques Polyazotés a développé un procédé de synthèse du TMTZ propre et performant, avec de bons rendements. Pouvant se greffer sur des sites de production existants, le processus de synthèse ne requiert pas de solvants organiques et ne s'accompagne pas de sous-produits toxiques.

Une nouvelle avancée pour le laboratoire, qui prouve encore une fois son expertise internationale. En effet, il est également à l'origine de la conception de plusieurs unités de production industrielle, qui ont alimenté pendant 20 ans les lanceurs Ariane I à IV, puis Ariane V version ES.

 

Publié le 3 juillet 2017