L’Agence Spatiale Européenne (ESA) a confié au LEMTA (1) la réalisation d’un prototype de compresseur d’hydrogène électrochimique dont l’objectif est de faciliter l’observation extraterrestre. Ce système pourrait remplacer les compresseurs mécaniques actuellement utilisés dans des applications aérospatiales, qui génèrent des vibrations préjudiciables à l’observation. De plus, un compresseur électrochimique est très compact, ayant des dimensions si réduites qu’il peut tenir dans une boîte à chaussur
es. Ce qui s’avère être un avantage très important, compte tenu des fortes contraintes en termes de poids et volume à respecter au sein d’applications aérospatiales.
Le compresseur électrochimique produirait de l’hydrogène à haute pression et qui serait ensuite alimenté dans une détente de Joule-Thomson. Ce procédé générerait suffisamment de froid, jusqu’à -253 °C. A cette température, l’hydrogène est à l’état liquide, ce qui permet de refroidir les capteurs et de neutraliser les rayonnements électromagnétiques produits par ces derniers. Le bon fonctionnement des capteurs embarqués dans l’espace serait ainsi assuré.
Dans ce cadre, l’ESA a lancé fin 2021 un appel d’offres portant sur la réalisation d’un tel système de refroidissement pour des applications aérospatiales. Le projet proposé par l’équipe « Hydrogène et systèmes électrochimiques » (Gaël Maranzana, Jérôme Dillet et Giuseppe Sdanghi) et Jean-Yves Morel du service « Conception et réalisation mécanique », reprend le principe de membranes munies d’électrodes qui fait fonctionner la pile à combustible : l’hydrogène sera oxydé à basse pression, les protons traverseront la membrane, puis seront réduits en hydrogène à haute pression. L’hydrogène à 100 bars sera ensuite détendu dans un capillaire, ce qui créera du froid sans qu’aucune pièce n’entre en mouvement et donc, sans vibrations ».
Retenu par l’ESA au printemps dernier, le projet est doté d’un budget de 250.000 € et sera accompagné par le CEA au titre de consultant.
Contact : Giuseppe Sdanghi, lauréat de la Chaire de professeur junior HyPSTAR – giuseppe.sdanghi@univ-lorraine.fr
(1) Laboratoire énergies & mécanique théorique et appliquée (CNRS / UL)