20/11/2014 - Combusthion en microgravité

Menéame

Déterminer comment combustion de différents matériaux dans des conditions de gravité réduite ou dans un environnement complètement confiné, il est le principal objectif de cette recherche développée par le Energy Conversion & Combustion Group, EC2G, du Département de l’Industrie et qui cherche à devenir une alternative pour prévenir les incendies générés par des engins ou des installations spatiaux.     

L’intérêt de traiter ce genre de thèmes naît de l’incendie survenu dans la station spatiale MIR. À la suite de cela, l’Administration nationale de l’aviation et de l’espace (NASA) et l’Agence spatiale européenne (ESA) cherchent à déterminer les causes réelles de ce sinistre, puisque les matériaux présents sur le navire ont été testés pour ne pas être inflammables. Toutefois, les premiers résultats des enquêtes ont immédiatement établi que les tests effectués sur ces matériaux n’étaient pas appropriés, les tests ayant été effectués dans une gravité normale.

Le fait de disposer de conditions de gravité réduite ou d’un environnement complètement confiné se traduit par le fait que la flamme se propage différemment, En outre, le taux d’oxygène disponible au moment de la combustion est fortement réduit. Il est important de souligner également que ce type de processus se produit à des échelles de mouvement assez petites et qu’ils sont inaccessibles avec les systèmes de diagnostic actuels, mais l’absence de gravité est le scénario idéal pour l’étude de la combustion, car il permet de le faire de manière plus précise.    

Pour essayer de déterminer comment la combustion à gravité réduite se produit, la première étape consiste à recréer des conditions où la gravité est nulle, mais il y a très peu de dispositifs pour y parvenir. Parmi les solutions de remplacement actuellement disponibles - bien que très peu accessibles -, on peut citer des expériences à la Station spatiale internationale, ISS, l’utilisation de véhicules qui transportent du matériel spatial ou une fusée sonde, ainsi qu’une tour de chute libre dans laquelle le vide doit être créé pour permettre de recréer des conditions de microgravité exceptionnelles.

Dans le cas de cette enquête, des conditions de gravité réduite sont récréées par des vols paraboliques, technique qui peut être résumée dans le développement contrôlé d’une parabole qui commence à une hauteur d’environ 6.000 mètres d’altitude pour se terminer à 8.500, dans un avion de grande envergure et spécialement adapté pour effectuer des expériences à l’intérieur (www.novespace.fr).

Au cours de chaque parabole, les pilotes et les ingénieurs chargés de la manœuvre s’efforcent d’annuler toutes les forces exercées sur l’aéronef en laissant seul présent le poids de l’avion, en obtenant ainsi qu’il se trouve en chute libre et en conséquence, ils ne recréent que 22 secondes de microgravité, mais suffisantes pour réaliser au moins une expérience de combustion.

Différentes recherches sur ce sujet révèlent en outre que l’un des éléments qui favorise la propagation d’un incendie est le rayonnement émis par la flamme et qui est dû principalement aux nanoparticules solides et chaudes qui sont générées à l’intérieur et qui sont connues sous le nom de suie.

Sur la base de ce qui précède, la présente étude s’est concentrée sur l’analyse de la façon dont la suie était formée à l’intérieur de ce type de flamme et sur la façon dont son rayonnement est libéré par la zone de combustion, en générant en passant un modèle physique qui permet de comprendre comment cette suie se forme et rouille, et, en outre, comment elle libère de l’énergie par rayonnement et interagit avec le même combustible que celui qui est brûlé.

Des modèles numériques sont actuellement mis au point au sein de l’EC2G, dont les résultats sont comparés aux données expérimentales recueillies sur plus de 1.500 paraboles réalisées par des membres du groupe à bord de l’avion A300 Zero-G de Novespace.

Il importe également de souligner que la NASA et l’ESA sont extrêmement attentives aux progrès de cette recherche, étant donné qu ’, en particulier, on étudie une configuration de combustion qui est pour le moment la plus représentative du feu dans des conditions de gravité nulle.

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Dr. Andrés Fuentes

Energy Conversion & Combustion Group, Département des industries

Universidad Técnica Federico Santa Maria (Chili)

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