Deux thèmes sont abordés: la chimie et les technologies qui y sont associées d'une part, l’instrumentation au bénefice de l’observation et l’analyse des constituants chimiques de l'espace d'autre part.

Le panorama des domaines où la contribution de la chimie est essentielle pour permettre la réalisation du satellite correspondant et lui permettre de remplir sa mission est présenté : propulsion chimique versus propulsion électrique, boucliers thermiques pour rentrer dans l’atmosphère des planètes, les SiCs dans l’instrumentation spatiale, etc. Chacune des technologies abordées est présentée dans le contexte des missions spatiales correspondantes : qu’elles soient de télécommunication, d’observation de la terre ou scientifique. En parallèle est présentée l'instrumentation spatiale au service de la chimie de l’espace sur ces mêmes missions, aussi bien dans le domaine de l'observation de l'atmosphère terrestre que de la chimie planétaire, par mesures in situ (robots) ou observations astronomiques avec les télescopes spatiaux européens sur des missions déjà réalisées ou à venir.

L’objectif étant de donner une vue d’ensemble expliquant où l'on va dans l'espace et pour observer quoi... et de comprendre les enjeux et challenges de ces missions en même temps que voir les apports de la chimie dans leur réalisation.

Air Liquide réalise tous les réservoirs cryogéniques de la famille des lanceurs ARIANE, que ce soit pour stocker l’hydrogène, l’oxygène ou encore l’hélium sous forme liquide. Dans sa version la plus puissante, la fusée ARIANE V ECA emporte ainsi plus de 175 tonnes d’ergols sous forme cryogénique, à la fois pour son étage principal et pour saon étage supérieur. Le réservoir d’hélium liquide sert à pressuriser le réservoir d’oxygène de l’étage principal.

Avec son moteur VINCI ré-allumable, la future version ARIANE VI devra être capable de gérer de longues phases en orbite où les fluides cryogéniques seront en apesanteur. La gestion des fluides des lanceurs, les défis à résoudre, les solutions trouvées innovantes et compétitives pour ce futur lanceur en cours de réalisation sont exposées.

Le résultat des recherches sur la possibilité d’utiliser l’hydrogène sous forme gazeuse ou liquide pour des applications aéronautiques est aussi présenté : que ce soit pour la fourniture de quelques dizaines à une centaine de kilowatts électriques à bord des futurs avions de ligne, ou pour la propulsion de petits avions monomoteurs électriques à hélice de 100 à 200 chevaux, car la réaction électrochimique de l’hydrogène et de l’oxygène au sein de piles à combustibles à membranes offre un rapport poids/puissance ainsi qu’une autonomie inégalés. Un très large éventail de solutions innovantes, performantes et respectueuses de l’environnement s’ouvre ainsi pour l’aéronautique.

Les grandes agences spatiales dans le monde envisagent sérieusement l’établissement de bases permanentes sur la lune ou sur mars à un horizon d’une vingtaine d’années. L’alimentation en énergie de ces bases est un élément très critique où travers l’électrolyse d’une réserve d’eau, le stockage des molécules H₂/O₂ puis la restitution de l’énergie sous forme électrique à l’aide d’une pile à combustible. L’hydrogène peut jouer un rôle prépondérant pour le stockage de l’énergie solaire.

L’agitation est une opération unitaire rencontrée dans toute l’industrie chimique et les industries connexes (procédés biotechnologiques, traitement des eaux, pétrochimie, industrie pharmaceutique, industries agroalimentaires…).  

Cette vidéo, de la série « Vous avez dit Génie Chimique ? » nous montre différents mobiles d’agitation et nous explique les critères de choix, selon que l’on veut réaliser une réaction chimique, un transfert de chaleur, une mise en suspension, un contact gaz liquide.

Cette passionnante vidéo nous fait découvrir la recherche sur le recyclage des métaux précieux comme l’or, l’argent, le cuivre et le tantale, présents dans les cartes électroniques. L’objectif est de détruire la résine polymère qui lie l’ensemble tout en ne détériorant par les métaux. Le réactif utilisé est l’eau, portée à 500 °C sous 250 bars, qui se trouve alors dans un état supercritique.