Thèse soutenue

Préparation, mise en forme et évaluation des catalyseurs destines à la petite propulsion spatiale : décomposition du nitrate d'hydroxylammonium

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Laurence Courthéoux
Direction : Charles KappensteinSylvie Rossignol
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie organique, minérale, industrielle
Date : Soutenance en 2004
Etablissement(s) : Poitiers
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie chimique, biologique et géologique (Poitiers2000-2008)
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées

Mots clés

FR

Résumé

FR  |  
EN

Le contrôle de l'orbite et de l'orientation des satellites est assuré par des petits moteurs utilisant la décomposition d'un monergol (= liquide énergétique) sur un catalyseur. Du fait de la forte toxicité de l'hydrazine, monergol actuellement utilisé, et donc des coûts supplémentaires induits, de nombreuses études portent sur son remplacement. Parmi les composés envisagés, des solutions aqueuses à base de nitrate d'hydroxylammonium (HAN, NH3OH+NO3-) associé à un élément réducteur sont très prometteuses malgré les températures très élevées (> 1400 ʿC) obtenues lors de la décomposition. C'est pourquoi, l'enjeu est de synthétiser des matériaux à la température la plus basse possible. Les catalyseurs à base de platine supporté sur de l'alumine dopée au silicium présentent une bonne activité pour cette réaction. Les alumines dopées (aérogel ou xérogel) en poudre ou sous forme de billes sont synthétisées par méthode sol-gel et sont stables à haute température (1200 ʿC, 5 h) ; les catalyseurs (Pt/Al2O3Si) sont préparés par imprégnation ou en une étape par méthode sol-gel. Les caractérisations avant et après réaction, par DRX, MET, MEB et mesure de surface spécifique, révèlent l'homogénéité des matériaux xérogels préparés par imprégnation. De plus, la décomposition d'un mélange HAN79%-eau débute dès la température ambiante sur ces matériaux, qui restent actifs dans l'eau même après 30 injections. Les produits formés lors de cette réaction sont alors analysés par spectrométrie de masse. Un modèle est également proposé pour décrire l'évolution de la phase active au cours de la réaction.