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Icare et Exotrail créent un laboratoire pour miniaturiser les moteurs ioniques

Icare et Exotrail créent un laboratoire pour miniaturiser les moteurs ioniques

Développé par l'équipe d'Icare et d'une puissance de 100 W, le propulseur miniature à effet Hall ISCT100-v3 sera également au cœur des travaux au sein d'Oracle.

© Linda JEUFFRAULT; CNRS; COM DR08

L’Institut de combustion aérothermique réactivité environnement (Icare) et la start-up Exotrail, spécialisée dans le développement de moteurs à effet Hall, ont annoncé le 5 mars 2019 la création d’un laboratoire commun. Baptisé Oracle, il a pour objectif principal de miniaturiser ces modes de propulsion électrique pour petits satellites.

A Orléans est né Oracle : le laboratoire commun de propulsion électrique issu d’un partenariat entre l’Institut de combustion aérothermique réactivité environnement (Icare) et la start-up Exotrail. Officialisée le 5 mars 2019, cette alliance aura pour but d’accélérer la mise au point de solutions de propulsion électrique – ou moteurs ioniques - pour les micro et nano-satellites. Les travaux de recherche et développement porteront principalement sur la partie « moteur » du système propulsif. Ce dernier comprenant également le réservoir, le système de gestion du carburant et l’alimentation électrique. « C’est un partenariat équilibré et gagnant-gagnant », estime Stéphane Mazouffre, directeur de recherche au sein d’Icare et directeur d’Oracle.

L’apport d’Exotrail sera essentiellement technologique et commercial. L’entreprise créée en 2017 développe des moteurs ioniques à effet Hall dont la particularité est d’être miniatures avec des gammes de puissance allant de 50 W à 100 W. Ils sont voués à propulser de petits satellites de 10 kg à 150 kg destinés à former des constellations commerciales pour l’observation de la Terre, les télécommunications, la défense ou l’internet des objets. L’équipe d’Icare, de son côté, apportera sa connaissance scientifique des mécanismes physiques qui se produisent au cœur des moteurs ioniques et de leur évolution lorsque la taille diminue. « Nous sommes l’une des équipes qui a le plus travaillé sur la miniaturisation de ces systèmes, bien avant qu’il y ait un marché potentiel », affirme Stéphane Mazouffre.

Nouvelles générations d'architectures 

Deux pistes principales seront étudiées pour miniaturiser ces moteurs à effet Hall : adapter le champ magnétique et la géométrie. « Pour passer d’un gros à un petit moteur, il ne suffit pas de faire un produit en croix, avertit M. Mazouffre. Lorsque la taille diminue, les phénomènes physiques restent les mêmes, mais certains prennent le dessus par rapport aux autres. » Ceux qui avaient peu d’importance pour les gros moteurs deviennent prépondérants pour les petits. Notamment l’interaction entre le plasma à l’intérieur du moteur et les parois. « Pour un petit moteur, elle devient très importante et peut poser de sérieux problèmes de durée de vie et de tenue thermique », poursuit-il.

Parallèlement à la miniaturisation seront étudiées des architectures de nouvelle génération qui succéderont aux moteurs à effet Hall standards qui ont déjà fait leurs preuves. Lesquelles ? « A ce stade, ces projets sont confidentiels car jugés très stratégiques », indique M. Mazouffre. Avec les nombreuses start-up aux idées plus innovantes les unes que les autres qui fleurissent autour de la planète, la compétition est rude pour propulser le spatial commercial en orbite.

Le moteur ionique à effet Hall ISCT100-v3 utilise du Xénon comme carburant. Ionisées, les particules sont éjectées à grande vitesse. (Crédit photo : Icare)

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