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© P. Lasgorceix

Moteur en fonctionnement dans le banc Pivoine.

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Développer en France le propulseur spatial du futur ! Cela sera nettement plus facile grâce à l'instrument « Propulsion ionique pour les vols orbitaux : interprétation et nouvelles expériences » de deuxième génération – autrement dit Pivoine 2G. Cette deuxième version de la plate-forme technologique de recherche spatiale du CNRS, du Cnes et de la Snecma, vient d'être inaugurée sur le site de l'Institut de combustion aérothermique, réactivité et environnement (Icare) du CNRS à Orléans. Installée dans ce cadre scientifique unique au monde, Pivoine 2G, dont les améliorations auront coûté un million d'euros, présente notamment une cuve plus grande pour reproduire le vide spatial. Une réussite technique qui permettra d'étudier prochainement le PPS XOOO, représentant de la prochaine génération de moteurs « à effet hall », des dispositifs conçus pour se mouvoir dans le cosmos en consommant un minimum de carburant.

Satellites ou sondes, la très grande majorité des engins spatiaux tirent aujourd'hui de substances chimiques l'énergie dont ils ont besoin pour corriger leurs orbites ou effectuer des voyages interplanétaires. Problème : les faibles vitesses d'éjection ainsi produites nécessitent des quantités de carburant importantes. Ce qui limite la durée de vie et l'autonomie de ces instruments de télécommunication, d'observation ou d'exploration. D'où l'intérêt du moteur à effet hall. Comme les autres types de propulseurs électriques, celui-ci déplace les engins spatiaux grâce à un plasma¹ de xénon, dont les ions sont accélérés par un champ électromagnétique. « Mais ici la nouveauté est que le champ est généré par une barrière magnétique particulière créée à partir d'électroaimants²», précise Pascal Lasgorceix, ingénieur de recherche au laboratoire Icare.

Avantages de la méthode ? Un moteur qui peut fonctionner des milliers d'heures. Qui s'use moins vite. Et une consommation considérablement réduite par rapport à l'instrument traditionnel. Testé il y a deux ans, sur la sonde Smart-1 de l'Agence spatiale européenne (ESA), le propulseur PPS 1350 de la Snecma a utilisé 64 kilogrammes de xénon sur le parcours Terre-Lune. Là, où 320 kilogrammes de carburant chimique auraient été brûlés si le voyage avait été effectué par un engin classique !

Longtemps considérée comme une spécialité de l'industrie spatiale soviétique, la technologie des moteurs à effet hall a connu un fort développement en France après la création en 1996 par le CNRS, le Cnes et la Snecma du groupement de recherche « Propulsion à plasma pour systèmes spatiaux », puis la mise en service deux ans plus tard du moyen national d'essais Pivoine à Orléans. C'est donc cette première installation que les trois partenaires, avec l'implication de la région Centre, viennent de perfectionner.

Vahé Ter Minassian