Partenaires

CNRS
INSIS



Rechercher

Sur ce site

Sur le Web du CNRS

          Version Française         English Version       

Accueil du site > Équipes de recherche > Propulsion Électrique > Thèmes de recherche

Thèmes de l’équipe PE

Les travaux de recherche de l’équipe PE sont concentrés dans leur intégralité sur la propulsion spatiale électrique. Il s’agit principalement de recherches à caractère expérimental. Elles se divisent en deux grands axes.

La propulsion par effet Hall

Un propulseur à effet Hall est une décharge continue en champs magnétique et électrique croisés. La combinaison entre le fort courant de Hall azimutal et le champ magnétique radial est à l’origine d’une poussée. Une partie importante des études sur la physique des propulseurs à effet Hall sont menés dans le cadre du GdR 3161 qui regroupe le CNES, la Snecma, le CNRS et plusieurs Universités. Les recherches actuelles sont focalisées sur les points suivants :

-  Phénomènes de transport des ions et des atomes : mesures de la fonction de distribution en vitesse par spectroscopie de fluorescence induite par laser et détermination de la distribution axiale du champ électrique.

-  Analyse des interactions plasma-surface dans le canal d’un propulseur par thermographie infrarouge ; la mesure de la température à l’équilibre et l’extraction du flux d’énergie déposé par le plasma ont permis de mettre en évidence le rôle de l’émission électronique secondaire dans les propriétés de la décharge.

-  Examen de la plume : mesures par sondes de Langmuir et émissive des propriétés électroniques (ne, Te) et du potentiel plasma dans le faisceau d’ions d’un propulseur.

-  Lois d’échelle : détermination de lois d’échelle pour les propulseurs de Hall en combinant une approche théorique des mécanismes à l’origine de la poussée avec la constitution d’une importante base de données ; analyse via l’expérience de l’impact de la géométrie du canal sur les propriétés et les performances d’un propulseur à aimants de faible puissance ; les travaux sont en partie réalisés dans le cadre du projet européen HiPER.

-  Étude sur les ergols alternatifs au xénon, en particulier les ergols atomiques.

-  Réflexion sur de nouveaux concepts basés sur l’effet Hall : propulseur hybride Hall-RF, propulseurs à aimants permanents, propulseur helicon.

L’ensemble de nos recherches sont conduites en lien étroit avec nos collègues numériciens du LAPLACE et du CPHT. L’association expériences-simulations a permis des progrès remarquables dans la compréhension de la physique de la décharge d’un propulseur.

Le concept PEGASES

Les propulseurs classiques (à grilles et à effet Hall) ont un inconvénient majeur : le faisceau d’ions produits doit être neutralisé à l’aide d’une cathode externe. Une manière de contourner ce problème est de créer un plasma ion-ion et d’accélérer de concert les ions positifs et négatifs. C’est l’idée du concept PEGASES (Propulsion with Electronegative GASES) breveté en 2005 par P. Chabert du LPP. En 2008, nous nous sommes joints à l’équipe du LPP pour étudier ce concept novateur et prometteur en initiant une collaboration ICARE-LPP-Astrium. L’objectif des travaux est la démonstration du potentiel d’un propulseur à plasma ion-ion à travers la construction et l’essai d’un prototype. C’est dans ce cadre qu’a été financé le moyen d’essais NExET à pompage cryogénique. Les travaux actuels conduits à l’ICARE concernent la production d’un plasma ion-ion à forte densité à l’aide d’une décharge RF combinée à un piège magnétique ainsi le développement d’outils de diagnostic pour les ions négatifs.

Dans le cadre de nos activités de recherches, nous avons établi de fructueuses collaborations avec de nombreux laboratoires et instituts. Nous sommes en particulier associés avec :

Sur le plan national :
Le GREMI à Orléans,
Le LSP à Grenoble,
Le LPP à Palaiseau,
Le LPIIM à Marseille,
Le GEMaC à Versailles.

Sur le plan international :
L’Université d’Opole et l’IPPLM en Pologne,
L’Université de Charles à Prague,
Le MIREA, le RIAME et l’université de Moscou en Russie,
L’Université du Michigan.