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The Institut Jean Lamour is a Materials Science research laboratory : materials, metallurgy, plasmas, surfaces, electronics and nanomaterials. It is a joint research unit (UMR 7198) of the Université de Lorraine and the CNRS.


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Les matériaux avancés au service de l’exploration spatiale

Dans l’espace, l’impossibilité de maintenance et de réparation compromet les chances de réussite des missions. Les matériaux avancés pourraient être une solution à ce problème. C’est l’objet d’un article publié dans Advanced Materials par des scientifiques de différents pays, dont un chercheur  de l’IJL.


Dans cet état de l’art, les auteurs montrent comment les matériaux avancés pourraient être utilisés à l'avenir dans les engins spatiaux afin de les rendre auto-réparants, auto-adaptatifs et auto-contrôlés.
Si l’on prend le cas des satellites, l’alimentation pourrait être assurée grâce à des cellules photovoltaïques ultraminces à base de composites, nanomatériaux et métamatériaux et à des supercondensateurs.


Les matériaux suivants pourraient rentrer dans la composition du satellite : composants électroniques ultralégers, flexibles et imprimables ; réservoirs de carburant constitués de couches minces métalliques et de fibres à base de nanotubes de carbone ; pièces solides imprimées en 3D à base de polymères et de métaux avancés.
Des matériaux auto-réparants pourraient être utilisés pour le châssis, les antennes et d’autres parties sensibles de l’engin spatial.


Les performances des systèmes de propulsion pourraient par ailleurs être optimisées grâce à des revêtements à base de nano-diamants et du nitrure de bore destinés à réduire l'usure liée au flux ionique et améliorer l'efficacité de la décharge. On pourrait également avoir recours à des cathodes froides composées de nanotubes denses et ultrafins, à des nanofils, à des flocons de graphène orientés verticalement ou encore à un système magnétique à base de graphène.


De telles avancées en matière de technologie spatiale pourraient révolutionner le domaine de l’exploration spatiale.


Références :

Advanced Materials for Next‐Generation Spacecraft
Igor Levchenko, Kateryna Bazaka, Thierry Belmonte, Michael Keidar, Shuyan Xu
Advanced Materials 2018, 30
DOI : https://doi.org/10.1002/adma.201802201

Contact chercheur :
thierry.belmonte@univ-lorraine.fr