Des combinaisons des astronautes aux engins spatiaux, les composites et polymères de spécialité de Solvay sont partis à la conquête de l’espace

A l’occasion du 50ème anniversaire du premier homme sur la lune,  nous nous intéressons aux divers matériaux de Solvay ayant contribué à la conquête spatiale depuis ses débuts.

Saviez-vous que des matériaux de Solvay se trouvaient à bord de la mission Apollo 11 qui a emmené les premiers hommes sur la lune ? Le polysulfone Udel® (PSU) du Groupe a été mis au point en 1965, juste à temps pour être utilisé dans la fabrication des visières des combinaisons spatiales de Buzz Aldrin et Neil Armstrong, qui ont foulé le sol lunaire en juillet 1969. Le PSU Udel® PSU a été choisi car ce plastique transparent robuste peut résister à des températures extrêmement élevées. Il est aujourd’hui largement utilisé sur terre pour diverses applications dans les secteurs de la santé, de l’eau, de l’électronique, des biens de consommation et de la construction. 

Mais la contribution de Solvay à l’exploration spatiale remonte encore plus loin... aux années 1950, lorsque les scientifiques travaillant pour les premiers programmes spatiaux se sont mis en quête de matériaux capables de résister aux températures incroyablement élevées  produites par les moteurs des fusées et la rentrée atmosphérique. Leurs recherches ont mené à la découverte de certains matériaux utilisés dans l’industrie de la soudure et  produits, vous l’aurez deviné, par Solvay.

Une protection au carbone

Ces matériaux dits ablatifs sont capables de résister, au moins pendant plusieurs minutes, à des températures atteignant  2 700°C. Comment ? En formant une couche carbonisée à leur surface : la “croûte” superficielle en carbone structurel ainsi créée protège et isole le matériau qu’elle recouvre. Ces matériaux ablatifs ont également pour avantage une “érosion contrôlée”, permettant d’évaluer avec précision la quantité de matériau carbonisé pour un laps de temps défini, et par conséquent de prévoir l’épaisseur de matériau nécessaire. “Pour faire simple, les matériaux ablatifs sont utilisés aux endroits soumis à des chaleurs extrêmes,” résume Don Wantock, Directeur du portefeuille de produits au sein de la GBU Composite Materials de Solvay, ”principalement au niveau de la tuyère d’échappement des propulseurs”.

Au fil des décennies, les matériaux ablatifs de Solvay ont été utilisés dans de nombreux programmes spatiaux, parmi lesquels Gemini, Saturn et Apollo. Ils étaient notamment présents dans la rétrofusée qui a ralenti le module lunaire lors de l’alunissage de Neil Armstrong et de ses compagnons astronautes en 1969. Entre les années 1970 et 2011, Solvay a participé au programme de navette spatiale de la NASA, qui nécessitait 14 500 kg de matériaux ablatifs à chaque lancement. Aujourd’hui, des programmes spatiaux tels qu’Atlas V, Delta IV, Pegasus et Vega  utilisent les matériaux ablatifs de Solvay pour leurs lanceurs.

Space-travel-infographic-animation

 

Dans l’espace et dans le ciel

D’autres matériaux composites de Solvay sont également utilisés par l’industrie spatiale, par exemple pour fabriquer la coiffe de protection du satellite lors du lancement ainsi que les éléments structurels des satellites eux-mêmes. “La plateforme satellitaire qui abrite l’ensemble de l’électronique est faite de matériaux composites fournis par Solvay,” explique Don. “Nous fournissons également des matériaux composites pour les panneaux solaires, les antennes et quelques autres équipements.

Comme pour l’industrie aéronautique, l’allègement revêt une importante cruciale pour ces éléments structurels.  “Le poids joue un rôle critique dans les applications spatiales, étant donné que chaque kilogramme supplémentaire en orbite terrestre coûte environ 10 000 dollars,” ajoute Don. “Les composites utilisés dans les applications structurelles, qui sont le plus souvent des polymères comme l’époxy à renfort fibre de carbone, possèdent des caractéristiques particulières pour le domaine spatial, mais ressemblent aux matériaux employés pour la construction des avions.

Enfin, une autre catégorie de produits de Solvay joue également un rôle critique, quoiqu’inattendu, dans les programmes spatiaux : les lubrifiants. Le PFPE Fomblin® est utilisé comme solution de lubrification pour les engins spatiaux construits par les agences spatiales américaine et européenne depuis ces 25 dernières années,  et notamment la sonde Pathfinder de la NASA et son fameux véhicule d’exploration Sojourner® Rover, qui se sont posés sur Mars en 1997. 

Solvay a été présent très tôt sur le marché spatial, offrant le plus vaste portefeuille de produits dédiés aux applications spatiales, combiné à la base de données sur les performances des matériaux la plus exhaustive de l’industrie.

Don Wantock, Directeur du portefeuille de produits de la GBU Composite Materials de Solvay.

Des hauts et des bas

Le groupe Solvay reste l’un des principaux fournisseurs de matériaux composites de l’industrie spatiale. Plusieurs raisons expliquent ce leadership, comme le souligne Don : “En tant que pionnier dans le domaine des composites, Solvay a été présenté très tôt sur le marché spatial, offrant le plus vaste portefeuille de produits dédié aux applications spatiales le plus vaste, combiné à la base de données sur les performances des matériaux la plus exhaustive de l’industrie. Nous sommes déterminés à mettre à profit notre expertise des matériaux composites et adhésifs structurels et heureux de relever les défis liés à la prochaine génération de véhicules spatiaux.”

Quel que soit l’avenir de l’exploration spatiale, Solvay entend bien en faire partie.