Toulouse. des élèves ingénieurs réalisent une expérience scientifique dans l’espace

En apesanteur, les bulles de vapeurs grossissent, se détachent mais ne montent pas. Une expérience de l’institut de Mécanique des Fluides embarquée sur la fusée sonde Maser 12. Le 13 février 2012 à 10:32, la fusée sonde Maser 12 a été lancée avec succès de la base européenne d’Esrange près de Kiruna dans le nord de la Suède. Elle a atteint une altitude de 260 km offrant aux expériences embarquées 6 minutes de microgravité. A son bord se trouvait l’expérience SOURCE-2 menée en collaboration entre l’Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse, le Centre for Applied Space Technology and Microgravity (ZARM) de l’ Université de Brème, Air Liquide et Astrium.

Cette expérience est réalisée dans le cadre d’un programme de recherche de l’Agence Spatiale Européenne et du programme franco-Allemand COMPERE (COMPortement des Ergols dans les Réservoirs) financé par le Centre National d’Etudes Spatiales et le Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).

gros plan sur le mécanisme d'ébullition Crédits photos : IMFT

SOURCE-2 est un petit réservoir de 6cm de diamètre et 28cm de long, partiellement rempli d’un réfrigérant liquide pressurisé par sa vapeur. Cette expérience de petite dimension est destinée à étudier les transferts de chaleur et de masse se produisant dans les réservoirs cryogéniques du 3eme étage de la fusée Ariane V : transferts au niveau de la surface libre, ébullition sur une petite paroi chauffée, études des transferts lors des phases de pressurisation et dépressurisation du réservoir.

L’IMFT a plus précisément étudié les mécanismes d’ébullition sur une petite plaque chauffée située en partie inférieure du réservoir. La paroi chauffée, constituée d’une petite résistance électrique, d’un fluxmètre et de 2 thermocouples permet de générer l’ébullition et de mesurer directement le coefficient d’échange de chaleur. La formation des bulles est filmée avec une caméra à travers la paroi du tube en quartz.

En condition d’apesanteur les bulles de vapeur se forment sur la paroi grossissent et se détachent. Contrairement à ce qui se passe en pesanteur terrestre, les bulles de vapeur ne montent pas dans le liquide pour rejoindre la surface libre, mais restent en proximité de la paroi chauffée. Les résultats obtenus au cours du vol de Maser 12 seront comparés aux expériences précédemment réalisées en pesanteur terrestre et permettront de modéliser les transferts en paroi en présence d’ébullition en microgravité.

Photo © papydiesel – Fotolia.com

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