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Octobre 2006

Capteurs en couches minces et barrières thermiques : démarrage du programme européen HEATTOP

Le programme européen Heattop a démarré le 1er août pour 3 ans. Il regroupe 17 partenaires, à la fois des entreprises qui fabriquent des turbines comme Volvo Aero, Siemens ou Rolls-royce, des PME qui commercialisent des capteurs comme Auxitrol Kema ou Vibro-meter, et des laboratoires et des instituts de recherche comme le VKI, les universités de Lund, de Cambridge ou d'Oxford, mais également l'Onera, qui développent des solutions technologiques. Heattop vise à étudier et à valider, en ambiance réelle et sévère (jusqu'à 1200° C), près d'une dizaine de techniques de mesure thermique et mécanique, destinées à des applications pour turbines à gaz utilisées en aéronautique mais également dans d'autres secteurs industriels. Pour l'équipe " Capteurs en Couches Minces " que dirige Patrick Kayser, il va s'agir de développer des techniques de mesure de température à base de thermocouples en couches minces sur des aubes de turbines. " Si nos travaux sur ce sujet ont conduit précédemment à certains développements, il n'y a jamais eu de validation sur un moteur, en conditions réelles de fonctionnement chez les motoristes, ce qui devrait être possible à l'horizon 2009 dans le cadre de Heattop " indique-t-il.

L'aspect innovant de ce programme est de vouloir associer ces capteurs en couches minces aux barrières thermiques. Les motoristes souhaitent en effet pouvoir mesurer les températures à l'interface des barrières thermiques et des aubes de turbine. " Aussi allons-nous essayer d'associer nos thermocouples en couches minces à ces barrières thermiques, soit en les insérant à l'intérieur, soit en se rapprochant de l'interface barrière-métal " précise cet ingénieur de recherche. Dans ce domaine où il existe une concurrence, tant entre l'Europe et les Etats-Unis qu'au niveau des fabricants de turbines, les résultats d'Heattop pourraient conduire à terme à l'industrialisation des technologies les plus prometteuses. " Participer à ce type de programme est aussi l'occasion pour notre équipe de nous ouvrir sur d'autres secteurs que celui de l'aéronautique, secteurs qui pourraient par la suite appuyer nos développements ". Les premiers essais en laboratoire devraient commencer courant 2007.

Nicolas Carrère récompensé pour ses travaux sur les composites

Regroupant la plupart des chercheurs qui travaillent sur les composites en France, l’AMAC (Association pour les MAtériaux Composites) décerne chaque année le prix Daniel Valentin qui récompense un chercheur de moins de 35 ans pour ses travaux sur ce type de matériaux.

Cette année, elle a choisi de récompenser Nicolas Carrère. Les composites et lui, c’est déjà une vieille histoire puisque dès son Deug, puis sa maîtrise, à l’Université de Bordeaux, il les aura fréquenté en stage. Après un DEA, toujours centré sur les composites, il a effectué sa thèse sur le même thème. « C’est un domaine en plein essor dont la marge de progression est énorme » explique-t-il.

A l’Onera depuis 2001, il travaille sur la mécanique multi-échelle des matériaux composites et le calcul de structures composites, essentiellement dans le cadre d’Americo, un important programme de recherche financé par la Délégation Générale pour l'Armement (DGA), dont l’objectif est de développer des méthodes pour mieux dimensionner les structures composites et réduire leur coût de certification.

« Actuellement, nous sommes dans la quatrième et dernière tranche de ce programme qui s’achèvera en juin 2007. Il s’agit d’une tranche de validation et de démonstration qui doit nous permettre de montrer que les méthodes originales que nous avons développées au cours des tranches précédentes peuvent apporter un gain significatif » résume Nicolas Carrère.

Celui-ci recevra son prix en juin 2007, dans le cadre des Journées Nationales des Composites (JNC) qui se dérouleront à Marseille.

L'ONERA impliqué dans Nanores, un projet de l'ANR

Habituée à développer des structures vibrantes comme des accéléromètres ou des gyromètres au sein du département Mesures physiques (DMPH), l'équipe d'Olivier Le Traon s'est vue confier la conception d'un capteur de vibration à base de nano-résonateurs dans le cadre du projet Nanores de l'Agence Nationale de la Recherche (ANR), dont le CEA/Leti est maître d'oeuvre. D'une durée de 36 mois, ce projet, auquel participent également l'Institut d'Electronique Fondamentale (IEF) d'Orsay et plusieurs industriels de différents secteurs parmi lesquels PSA, Philips et MBDA, vise à développer un réseau de nano-résonateurs pour l'analyse spectrale de vibrations large bande. "Dans ce projet qui devrait aboutir à la réalisation d'un démonstrateur, l’Onera s'occupe des aspects de concept et de la définition du capteur" précise Olivier Le Traon qui coordonne le projet dans son département.

Deux de ses collègues sont fortement impliqués dans le projet Nanores. Steve Masson travaille sur la simulation et la conception mécanique, et Jean Guérard s'intéresse à l'évaluation des possibilités de traitement du signal pouvant être associé au capteur. Dès le lancement du projet, l'équipe de Châtillon a dû relever un défi. "Il existe une incompatibilité entre la bande d'analyse basse fréquence et la notion de nano-résonateur. Plus un objet est petit et plus ses vibrations sont élevées." rappellent-ils. Ces ingénieurs ont fini par trouver une solution originale qui devrait permettre de contourner cette apparente contradiction, afin de pouvoir passer à l'étape suivante, celle de la réalisation dans les salles blanches du Leti.

un groupe d'élèves polytechniciens découvre les alliages à mémoire de forme

Pour Anne Denquin, qui a accepté d’encadrer sept élèves de l’Ecole Polytechnique dans le cadre de la réalisation de leur projet scientifique, il s’agissait d’une première. Intéressé par les AMF, ou alliages à mémoire de forme, ce groupe avait pour objectif de concevoir un cintre à mémoire de forme permettant d’éviter le repassage des tee-shirts. Travaillant depuis près de deux ans sur les AMF à haute température (de 900° à 1000° C), l’ingénieur de recherche du département Matériaux métalliques et procédés (DMMP) était donc un tuteur bien adapté pour ces étudiants qui ne voulaient pas seulement faire un sujet bibliographique mais s’initier à la recherche et aboutir à un produit. « Ils se sont intéressés plus particulièrement à l’alliage nickel-titane et à ses transitions de phase. Ils ont participé notamment à différentes manips avec Karine Chastaing, doctorante, mais également avec l’équipe de son directeur de thèse, le professeur Richard Portier du Laboratoire de Métallurgie Structurale de l’Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris » résume Anne Denquin. Commencé en octobre 2005, ce projet s’est achevé en juin dernier par la présentation d’un démonstrateur lors de la soutenance de ce travail original que le jury a classé deuxième sur environ 70 projets. « Cela a été une expérience enrichissante. Ces étudiants ont surtout découvert ce qu’est véritablement la recherche. A mon sens, c’est le plus important ».

Septembre 2006

"Observer, détecter, identifier, grâce à la lumière" est un site pédagogique interactif sur la lumière

Il est destiné aux élèves et professeurs des classes scientifiques des lycées et des établissements d’enseignement supérieur. Son double objectif est de transmettre une culture scientifique et technique et de répondre au besoin utilitaire enseignants et des élèves, par exemple dans le cadre des TPE en première, ou des TIPE en classes préparatoires.

Coproduit par l’ONnera et les Editions de l’Analogie www.sciences-en-ligne.com, ce site a été réalisé dans le cadre de l’opération Lunap (L’Univers A Portée de main), mise en place par le dispositif d’initiative ministérielle « Sciences à l’Ecole » www.sciencesalecole.org. Il a été réalisé avec le soutien du Conseil Général de l’Essonne www.savoirs.essonne.fr

Juillet 2006

L’ESTEC fait appel à l’ONERA pour la caractérisation des FEEP

Pour mener à bien son objectif qui est de tester le Principe d’Equivalence à 10^-15, principe qui, rappelons-le, est à la base de notre conception de la gravitation, le satellite de la mission Microscope (Micro-Satellite à traînée Compensée pour l’Observation du Principe d’Equivalence) - mission conjointe Cnes/Esa - qui doit être lancé à l’horizon 2009, embarquera à son bord deux accéléromètres ultrasensibles, conçus par l’Onera. Ceux-ci constituent le cœur de la charge utile scientifique. Ce satellite sera équipé aussi de douze propulseurs FEEP (Field Emission Electric Propulsion) au césium, un type de moteur électrique qui, à ce jour, n’a jamais été placé en orbite. L’Estec, le centre de R&T de l’Esa, vient de confier à l’Onera la caractérisation de ces propulseurs à césium, fabriqués par l’entreprise italienne Alta. « Concernant notamment la durée de vie, la consommation et, plus généralement, la physique de ce type de propulseur, en particulier le nombre d’atomes de césium qu’il éjecte, il subsiste des incertitudes », déclare Denis Packan, ingénieur de recherche dans l’unité chargée de réaliser cette étude d’une durée de dix mois.

Aussi les ingénieurs de l’Onera vont-ils s’intéresser de très près non pas aux ions césium à l’origine de la poussée de ces propulseurs mais aux « neutres », c’est-à-dire aux atomes de césium. Ces derniers pourraient en effet contaminer le satellite en se déposant notamment sur les panneaux solaires, d’où l’éventualité de courts-circuits. C’est pourquoi il est nécessaire de savoir quelle est la quantité d’atomes de césium éjecté par un propulseur FEEP. Denis Packan et Jean Bonnet, également ingénieur de recherche dans la même unité, vont faire appel à tout un ensemble de diagnostics optiques pour cette manip assez particulière puisque l’ensemble des optiques et des dispositifs mécaniques sera installé dans un caisson à vide et soumis au césium. « C’est une sorte de challenge qui va nécessiter la réalisation de quelques premières, qui plus est sur un modèle de vol », résume l’ingénieur de Palaiseau.

Bienvenue à l'Onera, le centre français de recherche aérospatiale