Aérospatiale : une céramique poreuse ultrarésistante et isolante

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Crédits : Pavel Byrkin / iStock

En Chine, des chercheurs ont récemment élaboré une céramique poreuse qui peut potentiellement servir de matériau d’isolation thermique dans l’aérospatiale, notamment dans la conception des futurs avions hypersoniques. Néanmoins, les scientifiques ont également pensé à des applications dans d’autres secteurs.

Un véritable défi pour la science

Dans l’aérospatiale, toutes les idées de nouveaux matériaux peuvent être considérées. Par exemple en 2017, des chercheurs avaient imaginé une nouvelle forme de carbone vitreux, un matériau léger, élastique, résistant et conducteur d’électricité qui pourrait un jour être utilisé dans l’aérospatiale. Comme l’indique une publication dans la revue Advanced Materials le 2 janvier 2024, une équipe de l’Université de technologie du Sud de la Chine située à Guangzhou travaille sur un autre matériau inédit : une céramique poreuse ultrarésistante.

Il faut dire qu’en général, les céramiques poreuses représentent un véritable un défi pour la science. En effet, il est très compliqué d’obtenir un matériau qui associe une bonne isolation thermique et une résistance mécanique intéressante. Néanmoins, les chercheurs chinois semblent avoir observé de bons résultats grâce à une conception structurelle multiéchelle.

Une céramique pour équiper les futurs avions hypersoniques

Baptisée 9PHEB, la céramique en question présente une rétention de dimension et de résistance exceptionnelle jusqu’à 2 000 °C. Autrement dit, ce matériau serait adapté à une utilisation dans des conditions extrêmes. Selon les scientifiques, la céramique affiche un taux de porosité d’environ 50 % pour une résistance à la compression ultra élevée à température ambiante, à savoir 337 millions de pascals. Mieux encore, le 9PHEB démontre une stabilité thermique exceptionnelle. Les auteurs de l’étude ont souligné un retrait volumique de seulement 2,4 % après un recuit à 2000°C.

Dans l’attente de plus amples recherches sur cette innovation, les chercheurs sont déjà en position d’affirmer que le 9PHEB pourrait faire l’objet d’applications dans l’aérospatiale. Interrogé par le South China Morning Post le 23 janvier 2024, l’un des principaux auteurs Chu Yanhui a affirmé que le matériau pouvait en effet jouer un rôle clé en tant que matériau d’isolation thermique dans la prochaine génération d’avions hypersoniques. Toutefois, le 9PHEB pourrait aussi intéresser d’autres domaines tels que l’énergie et le génie chimique.

Rappelons enfin que de nouveaux projets d’avions hypersoniques ont fait surface ces quelques années. Citons par exemple la société américaine Hermeus et son Quarterhorse, un avion présenté en 2021 qui devrait pouvoir transporter une vingtaine de passagers à Mach 5 d’ici une dizaine d’années. En 2022, la start-up européenne Destinus avait quant à elle présenté son projet de drone hypersonique capable de filer à Mach 15 (soit 18 000 km/h). Cet engin pensé pour le fret aérien (voir ci-dessous) serait donc capable de relier les villes de Paris et de Tokyo en moins d’une heure.

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Crédits : Destinus