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L’impression 3D pour aider à la transformation du peroxyde d’hydrogène en carburant pour l’aérospatial

Crédits : kynny / iStock

Un étudiant en doctorat néo-zélandais est à l’origine d’un projet qui associe l’impression 3D et le domaine de l’aérospatial. Il utilise en effet le peroxyde d’hydrogène concentré en qualité d’agent de propulsion pour certaines fusées. Afin d’obtenir les formes souhaitées, l’étudiant a estimé que seule la fabrication additive était possible.

Le peroxyde d’hydrogène comme alternative

Tout d’abord, rappelons que dans le domaine de l’aérospatial, les sociétés utilisent très souvent de l’hydrazine comme carburant pour les fusées de faible à moyenne poussée. Or, cette substance est un propergol connu pour être cancérigène et toxique. Ainsi, sa manipulation requiert l’utilisation d’un équipement de protection complet. Comme l’explique le site 3D Printing Media Network dans un article du 21 février 2022, un étudiant en doctorat en génie chimique et des procédés a recours à une alternative moins dangereuse.

Étudiant à l’Université de Canterbury (Nouvelle-Zélande), Simon Reid a en effet choisi le peroxyde d’hydrogène que l’on utilise beaucoup comme agent de blanchiment. Or, ce composé se trouve déjà dans le secteur de l’aérospatial, permettant aussi de générer la poussée des moteurs de fusées. Néanmoins, il nécessite l’utilisation d’un catalyseur.

La plupart du temps, on cherche à décomposer le peroxyde d’hydrogène et obtenir un gaz énergétique plus rapidement avec des catalyseurs fabriqués en métal précieux. Simon Reid rappelle que ce procédé implique de faire passer du peroxyde d’hydrogène liquide sur un lit catalytique afin d’obtenir une dissociation de la molécule en eau et en oxygène. Cette même dissociation va alors générer la quantité d’énergie et de chaleur désirée.

Simon Reid catalyseur fusée
Crédits : Université de Canterbury

Un lit catalytique de forme gyroïdale

Simon Reid a évoqué Dawn Aerospace, une société néo-zélandaise collaborant à son projet. Celle-ci a actuellement recours au peroxyde d’hydrogène comme agent de propulsion pour son futur avion spatial réutilisable. Or, son catalyseur, qui existe depuis les années 1960, a été qualifié de rudimentaire. Ainsi, Simon Reid a tenté d’améliorer son design en imaginant une forme en gyroïde qu’il est selon lui impossible d’obtenir grâce à des méthodes de fabrication traditionnelles. L’étudiant affirme avoir utilisé une technique de fabrication additive (impression 3D) gardée pour l’instant secrète et dit avoir testé la céramique comme matériau.

L’objectif était d’augmenter les performances du lit catalytique, notamment maximiser la poussée par rapport à la concentration de peroxyde d’hydrogène. Il s’agissait également d’éviter la perte du catalyseur et de réduire la chute de pression. Nul doute que ce projet prometteur pourrait séduire les différentes agences spatiales comme la NASA qui s’intéresse justement depuis 2020 à l’impression 3D pour la fabrication des moteurs des futures fusées.