Un travail d'étudiant publié à l'EUCASS 2009
Renaud Mercier, élève à l’IPSA, est actuellement en stage à la DGA, plus précisément au LRBA, le laboratoire de recherche en balistique et aérodynamique situé à Vernon.
C'est l'occasion d'une rencontre autour de son projet de fin d’année PIR (projet industriel et de recherche), mené à bien au coté de son binôme Karol Woirin, projet qui a été officiellement présenté par Gilles Poirey (ancien IPSA), membre du projet PERSEUS, président de la section espace de Planète Science lors de la dernière session.
PERSEUS (Projet Étudiant de Recherche Spatiale Européen Universitaire et Scientifique) est une initiative du CNES qui vise à fédérer les étudiants et les écoles de l’enseignement supérieur, ainsi que les mouvements associatifs dans le cadre de projets spatiaux à caractère industriel et pédagogique. Le projet s'est fixé comme objectifs principaux : la recherche et innovation technologique dans le secteur des lanceurs en partenariat avec les PME, PMI, laboratoires, la motivation de futures générations d’ingénieurs et étudiants à embrasser des carrières scientifiques et surtout la réalisation d’un dossier d’avant-projet d’un système de transport spatial de nano satellites. Tous les travaux sont encadrés par des équipes d’enseignants / chercheurs basées dans les écoles ou universités et sont suivis par des ingénieurs du CNES, de SPS (Snecma Propulsion Solide), de la SNPE (Société nationale des poudres et explosifs), et d'autres grandes industries ou encore des associations.
Renaud Mercier : « Les résultats de notre travail (fusionnés avec ceux de l’université d’Evry) ont été publiés à l’EUCASS 2009, le congrès européen des sciences de l’aéronautique. Concrètement, pour vous résumer nos travaux en une ligne, nous avons mis au point une méthode opérationnelle pour modéliser l’ablation au col de tuyère des moteurs de fusées hybrides.
L’ablation est la perte de matière dans la section la plus petite (le col), section dans laquelle passe l’écoulement (le gaz expulsé du moteur pour créer de la poussée) : c’est également là où l’écoulement est le plus énergétique. Le col est le lieu de très fortes contraintes aérothermochimiques qui vont favoriser le passage de la masse solide au col dans l'écoulement fluide. Ceci résulte effectivement en une variation temporelle de la section au col, et donc en une baisse des performances globales du moteur que nous avons du prédire.
Nous avons donc proposer une façon de modéliser combien, par exemple, en dix secondes de fonctionnement moteur, il va y avoir de perte de matière au col et comment la section sonique va varier. Il faut noter que cette étude a déjà été faite sur des moteurs à propergols liquides (comme le moteur d’Ariane) ou sur des moteurs à propergols solides mais la particularité de notre moteur, c’est qu’il est hybride. La combustion d’un liquide et d’un solide amène un phénomène d’ablation différent (du à une composition chimique différente des ergols employés) : voilà pourquoi nous avons travaillé, sur des sources de la NASA par exemple ».
