Déclic
Le comportement des fluides observé en micropesanteur
Tous les fluides sont caractérisés par une valeur de température et de pression qui définissent son point critique au-delà duquel le gaz et le liquide ne sont plus discernables. Le fluide est alors dit « supercritique ». Les propriétés thermodynamiques du fluide évoluent alors fortement : il devient aussi dense qu’un liquide et des millions de fois plus compressible qu’un gaz. Il est alors le siège de phénomènes inobservables au sol car masqués par des mouvements internes de convection très perturbateurs liés aux gradients thermiques et à la gravité terrestre. En micropesanteur, ces mouvements disparaissent et rendent les phénomènes observables.
La physique des fluides critiques a été le principal sujet des recherches en sciences de la matière effectuées à bord de la station russe Mir ou lors des missions Spacelab de l’ESA et de la NASA. Le succès de ces travaux a décidé le CNES à financer, dans le cadre de son programme national d’exploitation de l’ISS, le développement d’un instrument, Déclic (Dispositif d’Etude de la Croissance et des LIquides Critiques).
Il est aujourd’hui possible grâce à Déclic d’étudier la solidification de matériaux modèles transparents en observant, en l’absence de mouvements de la phase fluide, les structures qui se développent à l’interface entre le fluide et le solide. Déclic est en effet un mini-laboratoire optique pour l’étude en général des milieux transparents et qui peut recevoir des modules enfichables destinés au déroulement de divers phénomènes physiques, comme par exemple les transitions de phase, la combustion, la digitation visqueuse. Pour l’instant, trois modules ont été développés :
- ALI (Alice Like Insert) : observation de la transformation gaz-liquide au voisinage du point critique des fluides purs, étude de l’effet Piston, c'est-à-dire la transmission rapide et homogène de la puissance thermique injectée dans un fluide critique soumis à un chauffage pariétal.
- HTI (High Temperature Insert) : l’étude du transfert de chaleur et de masse dans l’eau supercritique, à haute température et à haute pression, et la mesure de ses propriétés physiques. Ces recherches auront notamment des retombées dans le domaine des technologies propres de production d’énergie et de traitement des déchets.
- DSI (Directional Solidification Insert) : observation des microstructures qui se forment à l’interface liquide-solide lors de la solidification d’un matériau transparent. Ceci permet de simuler les alliages métalliques avec l’avantage de n’avoir à transférer au sol que des images et non des échantillons très lourds, dont le transport sur l’orbite et le retour sur Terre accroîtrait considérablement le coût des missions.
Déclic a été installé avec succès dans le module américain Destiny de l’ISS le 29 août 2009. L’instrument fonctionne automatiquement, mais les scientifiques pourront contrôler les paramètres des expériences depuis le Cadmos et auront accès aux résultats depuis des écrans de visualisation dans leur laboratoire.
Déclic a fait l’objet d’un accord de coopération avec la Nasa au titre duquel le CNES finance le développement de l’instrument tandis que la Nasa couvre les coûts de lancement et d’opération à bord de la station spatiale internationale.
| Le dispositif Déclic | |
| Origine | Accord de coopération CNES - NASA |
| Initiateur | CNES |
| Participants | CNES et Nasa |
| Laboratoires |
CNRS / ICMCB à Bordeaux |
| Objectifs |
|
| Statut | Livraison du modèle de vol au CNES : mars 2007 Livraison du modèle de vol à la NASA : avril 2008 Lancement vers l'ISS : 29 août 2009 |
Mise à jour : Août 2011
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