Le futur de l'isolation thermique dans l'espace
Les aérogels sont fabriqués en remplaçant le liquide des gels à base de silice avec un gaz, pour un matériau présentant une densité extrêmement faible et plus de 90 % d'air. La chaleur éprouve des difficultés à passer à cause de la structure très poreuse de ce nanomatériau avec des tailles de pore extrêmement petites et une géométrie des pores compliquée. Les aérogels constituent donc d'excellents isolateurs thermiques. Les chercheurs travaillant sur le projet financé par l'UE AERSUS (Aerogel European supplying unit for space applications) ont découvert dans ce nouveau nanomatériau la solution pour améliorer la protection thermique des astronefs qui est actuellement assurée par une isolation multicouches (IMC). Les matériaux de base pour l'IMC, le Kapton et le Mylar, sont fournis par des sociétés non-européennes. Le projet AERSUS a réuni neuf partenaires d'Europe disposant d'un savoir-faire dans la production d'aérogels pour réduire la dépendance des sources extérieures à l'Europe. Pour personnaliser les aérogels pour les environnements difficiles dans l'espace, ils ont d'abord révisé des méthodes pour la synthèse. Avec les découvertes d'une étude de marché sur les besoins des utilisateurs finaux, ces activités préparatoires ont aidé à établir les spécifications pour l'ingénierie. L'étape suivante était de synthétiser différents types d'aérogels, y compris les aérogels à base de silice modifiés organiquement et les aérogels de silice hybrides organiques/inorganiques. Leur conductivité thermique a été testée et comparée aux matériaux d'isolation thermique actuellement utilisés pour les applications spatiales. Enfin, des équipements pour la fabrication des aérogels à l'échelle industrielle ont été conçus et construits. Les efforts conjoints et l'étroite coopération entre les partenaires d'AERSUS ont permis d'établir l'expertise technique requise en Europe pour fournir des aérogels adaptés à des applications dans l'espace. Les nouveaux matériaux nanostructurés pourraient remplacer les couvertures IMC utilisées pour la protection thermique des réservoirs d'ergols et les compartiments pressurisés des astronefs et des rovers. Même si les aérogels AERSUS sont presque entièrement personnalisés pour l'environnement spatial, les applications sont nombreuses. Un des domaines de pointe de l'application se situe dans le secteur de la construction pour l'isolation thermique des bâtiments.
Mots‑clés
Isolation thermique, gel de silice, aérogel, rovers d'exploration, matériel nanostructuré
