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La NASA dévoile des tuyères imprimées en 3D aux performances prometteuses. Celles-ci joueront un rôle crucial dans l'exploration des confins de l'univers.
L'humanité ambitionne d'explorer l'espace lointain. Ses moyens technologiques ne sont pas suffisamment évolués, notamment en matière de propulsion. Cependant, la NASA avec ses nouvelles tuyères imprimées en 3D est ce qu'on pourrait qualifier de percée significative. L'agence spatiale américaine les teste depuis plusieurs mois.
À noter que le développement de ces nouvelles buses s'est fait dans le cadre du projet RAMFIRE de l'agence fédérale. Le terme se développe comme reactive additive manufacturing for the fourth industrial revolution. Sa traduction française : La fabrication additive réactive pour la quatrième révolution industrielle.
Du matériel moins lourd, mais beaucoup plus performant
Pour améliorer les chances de réussite des futures missions ambitieuses, la NASA travaille sur le renforcement des performances et la réduction de la masse dans la mesure du possible. Les tuyères sont un domaine dans lequel l'agence spatiale progresse beaucoup grâce à la technologie de la fabrication additive ou d'impression 3D.
Cette méthode de fabrication a permis d'avoir des tuyères plus légères. L'impression 3D a également facilité leur création. L'agence américaine mise sur cette percée technique pour réaliser ses futurs projets sur la Lune.
Un aluminium inédit pour les tuyères imprimées en 3D
La NASA n'était évidemment pas seule dans la conception de ces nouvelles buses. Elle a pu compter sur la participation d'Elementum 3D, une entreprise américaine spécialiste des poudres pour la fabrication additive. Le projet inclut également RPM Innovations, un spécialiste australien de l'impression 3D.
Par ailleurs, l'aluminium permet d'avoir un matériau solide et léger. Mais dans sa version ordinaire, il ne convient pas à la construction astronautique. En effet, elle a une faible résistance aux conditions thermiques extrêmes. Soulignons que la température des gaz d'échappement d'une fusée dépasse les 3 000 °C.
La solution était ainsi de baser la fabrication des buses sur un nouveau type d'aluminium, l'A6061-RAM2. RPM Innovations a ensuite utilisé la technique du dépôt d'énergie dirigé par poudre laser (LP-DED) pour fabriquer les tuyères.
La NASA satisfaite de ses nouvelles tuyères imprimées en 3D
Le matériau obtenu présente des capacités de refroidissement structurelles exceptionnelles. Les nouvelles tuyères ont parfaitement résisté à des multiples démarrages avec du carburant liquide oxygène-méthane et oxygène-hydrogène.
Par ailleurs, la fabrication prend beaucoup moins de temps en plus d'être moins contraignante. Précisons qu'un procédé traditionnel requiert l'assemblage de plus de 1 000 pièces individuelles. Un seul bloc constitue les nouvelles buses.
D'autre part, le projet RAMFIRE ne servira pas qu'à fabriquer des composants de propulseur. La NASA envisage également d'utiliser le nouveau type d'aluminium et le LP-DED pour la création d'autres éléments de navette spatiale. Le projet peut même profiter à la fabrication de satellites.
Les États-Unis planifient un retour sur la Lune au cours des prochaines années. Rappelons que le programme Artemis vise à mettre un équipage en orbite autour de l'astre lunaire en mai 2024. Les tuyères RAMFIRE joueront certainement un rôle crucial dans cette future mission.
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