Stabilisation de résines poly(diméthylsiloxane) en environnement spatial radiatif

Stabilization of poly(dimethylsiloxane) resins in space radiative environment

• Auteur / Autrice : David Lansade
• Direction : Stéphane Carlotti
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Polymères
• Date : Soutenance le 04/12/2020
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Serge Ravaine
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Carlotti, Serge Ravaine, Sylvain Caillol, Claire Longuet, Simon Lewandowski, Sophie Rachel Perraud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvain Caillol, Claire Longuet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nanoparticules

Satellites géostationnaires -- Orbites

Diméticone

Protons

Environnement spatial

Mots clés libres

Environnement spatial

Protons

Poly(diméthylsiloxane)

Orbite géostationnaire

Nanoparticules

Auto-Cicatrisation

Space environment

Protons

Poly(dimethylsiloxane)

Geostationnary orbit

Nanoparticles

Self-Healing

Résumé

Les satellites placés en orbite à proximité de la Terre doivent faire face à des conditions radiatives qui dégradent fortement les matériaux qui les constituent. En orbite géostationnaire en particulier, de nombreux rayonnements électromagnétiques ou particulaires réduisent la durée de vie de ces matériaux. Les résines poly(diméthylsiloxane) sont largement utilisées sur les satellites comme adhésifs ou isolants et sont dégradées par ces rayonnements, ce qui se traduit par une perte de leur transparence et l’apparition de fissures. Les travaux présentés dans cette thèse ont pour but de limiter les dégradations subies par ces résines lorsque ces dernières sont soumises à un environnement spatial simulé, en particulier sous irradiation proton. Une première approche a été l’incorporation d’une couche de nanoparticules de silice assemblées de manière compacte à la surface des résines silicones. La taille des nanoparticules, l’épaisseur de la couche ainsi que l’ancrage covalent de ces particules à la matrice ont été étudiés. Une autre approche a été de synthétiser une résine poly(diméthylsiloxane) dont tout ou partie des noeuds de réticulation sont réversibles thermiquement, via une réaction de (rétro-)Diels-Alder.

Satellites on orbit near Earth have to face a radiative environment, which strongly degrades materials that constitute them. In particular, in geostationary orbit, many electromagnetic radiations and particles shorten the lifespan of such materials. Poly(dimethylsiloxane) resins are used in large amounts on satellites as binders or insulators and are degraded by these radiations, which translates into a loss of transparency and the formation of cracks at their surface. The work presented herein aims at limiting the degradations suffered by the resins when they undergo simulated ageing, especially through proton irradiation. In a first approach, the embedding of a layer of silica nanoparticles assembled in a compact way at the surface of the resins was studied. The size of the nanoparticles, their diameter, as well as their covalent binding to the matrix were investigated. A second approach was to synthetize a poly(dimethylsiloxane) resin in which all or part of the crosslinking is achieved via a thermically reversible (retro-)Diels-Alder reaction