3DCeram, un constructeur français spécialisé dans les imprimantes 3D industrielles céramique, a officiellement été sélectionné par son compatriote ThrustMe, une start-up positionnée sur les systèmes de propulsion pour satellites. Cette dernière a décidé de s’associer à 3DCeram pour bénéficier de leur expertise en fabrication additive céramique dans le domaine aérospatial.
La raison de ce rapprochement est que ThrustMe entend passer un cap dans son utilisation des céramiques techniques imprimées en 3D. L’objectif étant pour elle de s’affranchir des limites imposées par les méthodes traditionnelles. Il faut dire que l’impression 3D céramique ne manque pas d’atouts. En plus de permettre la production de pièces légères et résistantes à la chaleur qui répondent très bien aux exigences spécifiques de l’industrie aérospatiale, elle offre aussi des délais de production plus courts, une réduction des déchets et une plus grande liberté géométrique.
« Cela signifie une nouvelle ère où des pièces complexes et personnalisées peuvent être produites efficacement, dépassant les limites de fabrication traditionnelles », indique Arnaud Roux, représentant commercial de 3DCeram. « Cette avancée significative valide non seulement la viabilité de l’impression 3D en tant qu’outil de production, mais nous incite également à aller plus loin et à débloquer les vastes possibilités qui nous attendent. »
Née en 2017, ThrustMe a développé des systèmes de propulsion électrique pour les nanosatellites, et non chimique, comme c’est habituellement le cas. Là ou certains de ses concurrents, tels que Exotrail, ont misé sur les moteurs à xénon, la jeune pousse utilise quant à elle des moteurs à iode. Un choix que l’entreprise justifie par la disponibilité et le coût plus abordable de l’iode par rapport au xénon. Selon sa fondatrice, Ane Aanesland, l’idée est de substituer les gaz sous pression habituels, comme le xénon, par de l’iode à l’état solide qui se transforme en gaz dans l’espace, ce qui entraîne une significative réduction des coûts. Le résultat attendu est une poussée des moteurs pouvant être de 3 à 10 fois supérieure. C’est ainsi qu’en 2020, ThrustMe a réussi la première démonstration mondiale d’un système de propulsion électrique utilisant l’iode dans l’espace.
« La principale considération qui a influencé notre choix a été les conditions de fonctionnement auxquelles nos produits sont confrontés »
Selon Zorzolli Rossi, porte-parole de l’entreprise, le choix d’adopter l’impression 3D pour la fabrication de pièces spécifiques dans les propulseurs découle d’un processus de recherche rigoureux. Plusieurs éléments ont été identifiés, mettant en évidence les avantages de la fabrication additive par rapport aux méthodes traditionnelles de production.
Parmi les multiples facteurs, ThrustMe mentionne les conditions difficiles d’un environnement spatial, comme le vide et les plages de températures extrêmes, et de l’autre côté les caractéristiques spécifiques du système de propulsion à plasma d’iode telles que les flux énergétiques de particules élémentaires, l’émission secondaire, la pulvérisation intense et les ions réactifs.
« La principale considération qui a influencé notre choix a été les conditions de fonctionnement auxquelles nos produits sont confrontés. Certains de nos composants sont exposés à des températures élevées dans un environnement de plasma chimiquement actif, nécessitant un matériau doté d’une résistance exceptionnelle à la chaleur et aux produits chimiques. La céramique est apparue comme l’option la plus appropriée à cet égard, avec sa remarquable stabilité thermique et chimique. » explique Elena Zorzolli Rossi, chef de produit ThrustMe.
Une autre caractéristique essentielle qui a pesé lourdement en faveur de la céramique est sa large gamme de conductivité thermique. L’excellente gamme de propriétés de conductivité dont bénéficient ce matériau, permet un transfert de chaleur sélectif, tout en garantissant des performances optimales des produits. La start-up explique en effet que si le transfert ou l’isolation efficace de la chaleur sont aussi importants dans ce type de composants, c’est qu’il aide à guider efficacement les flux thermiques et qu’il évite la surchauffe ou le refroidissement excessif.
Les propriétés électriques de la céramique ont également joué un rôle important dans le processus de sélection. Les composants de ThrustMe nécessitent un matériau capable d’isoler et de protéger efficacement contre les pannes électriques à haute tension. Hors la céramique possède des propriétés d’isolation électrique exceptionnelles, ce qui en fait un choix idéal pour répondre aux exigences strictes dans ce domaine.
« Du côté de 3DCeram, nous sommes fiers de notre collaboration avec ThrustMe car des composants céramiques imprimés en 3D ont été envoyés avec succès dans l’espace, marquant une étape importante dans l’application de la fabrication additive », se félicite Arnaud Roux, représentant commercial de 3DCeram, avant de conclure. « Nous pensons que ce déploiement réussi de composants céramiques imprimés en 3D dans l’espace témoigne de l’immense potentiel de la fabrication additive. Cela signifie une nouvelle ère où des pièces complexes et personnalisées peuvent être produites efficacement, dépassant les limites de fabrication traditionnelles. Nous pensons que le partage de cette réalisation marquante fournit un excellent exemple des applications réelles de l’impression 3D.«
