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Une équipe de scientifiques de l’Institut des matériaux haute performance de la Florida State University utilise des nanomatériaux de pointe pour produire des boucliers thermiques légers qui peuvent résister à l’impact des vitesses hypersoniques.

Un nouveau bouclier thermique

Basés sur des feuilles de nanotubes de carbone appelées « buckypaper« , ces nouveaux boucliers expérimentaux peuvent être transformés en une feuille très mince et flexible qui peut être appliquée sur les cellules des avions pour les protéger et les soutenir.
Pour les aéronefs et les engins spatiaux évoluant dans l’atmosphère à des vitesses supérieures à cinq fois la vitesse du son, des boucliers thermiques sont nécessaires si l’on veut éviter au moins de graves dommages au véhicule. C’est d’autant plus vrai aujourd’hui alors que de nombreuses conceptions aérospatiales reposent de plus en plus sur des composites de carbone qui offrent une résistance et une légèreté, mais qui sont vulnérables aux températures élevées.
Les boucliers thermiques en plastique phénolique existent depuis les années 1950. Connues sous le nom de boucliers thermiques ablatifs, elles protègent un vaisseau spatial qui revient en brûlant en couches et en expulsant l’excès de chaleur. Malheureusement, ces boucliers sont encombrants, non flexibles et doivent être remplacés après une seule utilisation. Dans les années 1970, la navette spatiale américaine utilisait un bouclier thermique en céramique qui absorbait et réémettait la chaleur pour protéger ce vaisseau. Ces tuiles pouvaient être réutilisées, mais elles étaient toujours encombrantes, rigides et cassantes.

Il est fait de nanotubes de carbone

Comme alternative, l’équipe de l’État de Floride ont examiné le « buckypaper », qui est fabriqué en prenant des nanotubes de carbone (molécules de carbone en forme de tube 50 000 fois plus fines qu’un cheveu humain) et en les pressant pour former des feuilles. Lorsqu’il est comprimé en couches, cette  feuille est 10 fois plus légère mais jusqu’à 500 fois plus résistante que l’acier.
Pour faire un tel bouclier thermique, le bouclier thermique est imbibé de résine phénolique pour former un matériau léger et flexible. Il est très mince, mais tellement solide qu’il peut aider à soutenir la structure de l’avion. Lors des essais à de hautes températures les échantillons de ce bouclé ont conservé leur résistance et leur flexibilité tout en dispersant la chaleur loin de la couche de base sous l’écran à des températures pouvant atteindre 1 900 ° Celsius.
Cette recherche a été publiée dans Carbon.
Source : Florida State University
Crédit photo : Pixabay

Des boucliers thermiques pour les avions hypersoniquesmartinTechnologie
Une équipe de scientifiques de l'Institut des matériaux haute performance de la Florida State University utilise des nanomatériaux de pointe pour produire des boucliers thermiques légers qui peuvent résister à l'impact des vitesses hypersoniques. Un nouveau bouclier thermique Basés sur des feuilles de nanotubes de carbone appelées 'buckypaper', ces nouveaux boucliers...