Des étudiants de l’ESTACA en impesanteur
Alors que Thomas Pesquet est revenu sur Terre après une excursion orbitale de six mois à bord de l’ISS, des étudiants en filière spatiale de l’ESTACA ont été sélectionnés pour participer à la campagne de vols paraboliques du CNES NOVESPACE ayant eu lieu en automne 2021…
Chaque année trois projets sont choisis et permettent aux étudiants de monter à bord de l’Airbus A310 Zéro G pour réaliser une expérience scientifique. Le projet des élèves ingénieurs ESTACA a retenu l’attention du jury.
Pendant un an Hugo da Silva, Chloé Pasquier, Benjamin Wurgler, Etienne Montier et Martin Noble étudiants membres de l’association ESO (ESTACA SPACE ODYSSEY– le club aérospatial de l’École) ont réalisé ce projet en dehors de leur cursus grâce au soutien du département Recherche de l’École.
« Les étudiants sont très motivés, c’est un domaine (i.e. le spatial) qui ne fait plus peur aux jeunes scientifiques et ça fait vraiment plaisir » Ahmed BENABED, enseignant-chercheur à l’ESTACA et tuteur scientifique du projet.
L’intérêt des étudiants pour le domaine du spatiale ne cessent de croître ces dernières années, cela étant sans doute dû à l’épopée de Thomas Pesquet et du développement dans ce domaine de société privée comme SpaceX ou Virgin Atlantic.
Les étudiants ESTACA ont proposé un projet d’Études expérimentales sur les Instabilités de Rayleigh-Bénard en Impesanteur (EIRBI). Ces instabilités ou cellules de Rayleigh-Bénard se forment grâce à la convection naturelle (le mouvement de l’eau dans une casserole que l’on chauffe par exemple) :
L’objectif est de prouver expérimentalement que la convection naturelle existe en micropesanteur.
« Cette expérience peut changer la vie quotidienne des personnes à bord de l’ISS, elle peut changer notre connaissance des phénomènes sur Terre ou dans d’autres planètes, cela à un impact sur un grand nombre de choses. » explique Sophie Colonna.
« Nous sommes quatre étudiants motivés par une passion commune : le spatial. Notre but est de faire avancer la recherche dans ce secteur si riche en questions dont nous n’avons pas encore les réponses. Notre projet aboutira à des résultats expérimentaux qui pourront appuyer les arguments théoriques d’autres chercheurs sur ce phénomène encore partiellement compris aujourd’hui » ajoute Hugo DA SILVA MONTEIRO étudiant et chef du projet EIRBI.
Cette expérience a été réalisé en apesanteur, à bord d’un vol 0 G :
Le vol parabolique aussi appelé « vol 0 G » recrée l’état d’apesanteur au cours d’un vol. L’avion alterne montées et descentes en paliers.
Il est alors possible d’expérimenter une micropesanteur sans devoir aller dans l’espace et d’ainsi réaliser diverses expériences scientifiques :
Il s’agit par exemple d’analyser les propriétés de certains fluides, d’observer le comportement de matériaux à haute température ou de tester des dispositifs et des équipements destinés à être envoyés dans l’espace.
Lors de ce vol parabolique, les pilotes effectuent plusieurs fois une « manœuvre parabolique », au cours de laquelle l’état d’apesanteur est recréé à bord pendant en moyenne 22 secondes.
Comment cette manœuvre fonctionne ?
Cette manœuvre parabolique aussi appelée « arc d’ellipse » comporte 3 phases :
- 1-La « ressource d’entrée » en parabole
Cette phase dure environ 20s. Le pilote place l’avion avec un angle de 50° par rapport à l’horizontale. La pesanteur alors ressentie à bord est de 1,8 G. Il s’agit de « l’hyperpesanteur ».
- 2-La « Parabole »
Cette phase dure environ 22s. Au moment où l’avion est en pleine ascension, l’équipage place l’appareil dans sa trajectoire balistique en réduisant brutalement le régime des moteurs. Il s’agit de « l’injection ». L’avion est alors en chute libre.
- 3-La « Ressource de sortie » en parabole
Cette phase dure 20s. Après la réduction brutale du régime des moteurs, l’avion entame une forte descente en piquée avec une assiette de 42°, l’équipage stabilise alors l’avion en palier en augmentant progressivement le régime moteur. La pesanteur ressentie est de nouveau de 1,8 G. L’avion peut alors recommencer une manœuvre parabolique.
Par ailleurs, 2 minutes de délai sont observées entre deux manœuvres paraboliques successives, ce qui permet aux expérimentateurs et aux pilotes de se préparer pour la parabole suivante.
De cette manière on peut reproduire, à l’aide de certaines paraboles, la pesanteur de différentes planètes. En effet, hormis les paraboles qui recréent l’état d’apesanteur (0 G), il est possible de réaliser des paraboles légèrement différentes permettant de ressentir à bord tout niveau de gravité compris entre 0 et 1 G, et particulièrement la gravité lunaire (0,16 G) ou martienne (0,38 G).
« On vient de faire une série de 5 paraboles, c’était tout simplement incroyable » « indescriptible » « On a la tête à l’envers » témoignent les étudiants.
Les étudiants ressortent alors du vol avec la gratification d’une expérience réussie :
« Je suis vraiment très fier du résultat » explique Hugo DA SILVA MONTEIRO.
« Toute l’expérience a été mise en place et elle fonctionne parfaitement » ajoute Sophie Colonna.
L’expérience a été un succès, place maintenant à l’interprétation des résultats en espérant que ces derniers soient concluants.
