Conception et fabrication d'une matrice de micropropulseurs à combustible solide

Ce mémoire présente la conception, la fabrication et les tests d'allumage d'une matrice de micropropulseurs à combustible solide servant à améliorer la manœuvrabilité des microsatellites du type CubeSat dans l'espace. La trajectoire orbitale de ces petits engins d'exactement un litre de volume se doit d'être continuellement corrigée et ils doivent éventuellement être redirigés vers la Terre pour éviter l'accumulation de déchets spatiaux. En plus des restrictions au niveau du poids et de la puissance, des contraintes importantes de dimensions doivent être tenues en compte afin de rendre les dispositifs de propulsion utilisables sur des microsatellites. Ainsi, le design conçu pour le présent projet permet la réalisation d'une matrice avec un total de 192 micropropulseurs (14 x 14) à poussée unique, disposés sur une surface d'à peine 25 cm2 et d'une épaisseur de 3 mm. La particularité de ce dispositif provient du procédé de fabrication innovateur. En effet, ce type de conception de couches superposées à la verticale, plutôt que latéralement, n'a jamais été réalisé avec les matériaux du projet. En outre, l'emploi d'un modèle superposé permet de fabriquer des matrices de micropropulseurs sur deux dimensions dans un nombre beaucoup plus élevé que ce qui existe actuellement. De plus, les matériaux utilisés permettent d'obtenir des dimensions précises pour les couches des chambres et des tuyères, tout en ayant une très bonne isolation thermique et résistance mécanique. D'autre part, les tests effectués sur l'amorce de nanothermite ont montré qu'une puissance de seulement 275 mW est nécessaire à l'allumage. Le procédé de fabrication novateur des chambres et des tuyères en LTCC et les résultats des tests d'allumage seront détaillés. Finalement, la possibilité d'améliorer le dispositif ainsi que des pistes de recherche sur les matériaux seront aussi discutées.\ud ______________________________________________________________________________ \ud MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : micropropulseurs, combustible solide, CubeSat, tuyères, chambres, Low Temperature Cofired Cerami