L’une des inventions les plus récentes du CRM Group est constituée de dispositifs de stockage thermique (HSD) basés sur des matériaux à changement de phase (PCM), visant à garantir la stabilité thermique et à prolonger la durée de vie des composants électroniques dans les missions spatiales et au-delà.

En collaboration avec Walopt et avec le soutien de l’Agence spatiale européenne (ESA), nous avons produit la première unité d’amortissement thermique intégrant la technologie des matériaux à changement de phase (PCM) avec des composants électroniques, qui a été déployée avec succès lors du vol inaugural d’Ariane 6.

Les aspects clés de cette avancée comprennent :

- Sélection des matériaux : Des études rigoureuses ont permis d’identifier les PCM les plus efficaces pour la gestion de la chaleur dans l’électronique destinée à l’espace.
- Solutions de fabrication : Des techniques de fabrication de précision ont garanti une fiabilité et une exactitude élevées dans la réalisation des unités d’amortissement.
- Essais et qualification : Des tests approfondis ont validé des paramètres critiques tels que la pression d’éclatement, la durabilité en cyclage à long terme et la résistance aux radiations, démontrant leur aptitude aux environnements spatiaux extrêmes.

Ces unités prêtes à être intégrées améliorent considérablement la robustesse et la fiabilité des systèmes de satellites et de lanceurs.

Une invention soulignant l’importance de la recherche sur les matériaux dans de multiples secteurs, tels que l’industrie aérospatiale.

La conception de cette nouvelle unité de stockage thermique répond aux exigences strictes définies par Airbus Defence and Space et devrait jouer un rôle important dans la mission Mars Rover de l’ESA, en permettant des périodes de fonctionnement plus longues à la surface de Mars.

L’unité a été soigneusement fabriquée et testée avec succès sous vide, ce qui a confirmé sa fiabilité et son efficacité. Elle fait actuellement l’objet d’études et d’essais complémentaires à l’ESA/ESTEC afin de préparer de futures applications.

Les principaux avantages des dispositifs de stockage thermique à PCM sont :

- Gestion thermique passive : Les PCM stockent et libèrent la chaleur sans pièces mobiles ni apport d’énergie supplémentaire.
- Température stable : Le matériau fonctionne autour d’une température définie, ce qui permet de maintenir des conditions de fonctionnement sûres pour les composants électroniques.
- Durée de mission prolongée : En limitant les contraintes thermiques, ces dispositifs contribuent à prolonger la durée de fonctionnement des équipements et à améliorer la fiabilité des missions.

Au-delà du domaine spatial, les dispositifs de stockage thermique à PCM peuvent être utilisés dans de nombreux secteurs industriels.

Bâtiment et construction

- Régulation thermique : Les PCM peuvent être intégrés aux matériaux de construction afin de stabiliser la température intérieure et de réduire les besoins en chauffage et en climatisation.
- Efficacité énergétique : En absorbant la chaleur pendant la journée et en la restituant la nuit, ils contribuent à améliorer la performance énergétique des bâtiments.

Industrie automobile

- Gestion thermique des batteries : Les PCM aident à contrôler la température des batteries des véhicules électriques, ce qui améliore leurs performances et leur durée de vie.
- Confort des passagers : Ils peuvent également être utilisés dans les sièges ou les éléments intérieurs pour limiter les variations de température.

Électronique et centres de données

- Solutions de refroidissement : Les PCM peuvent absorber une partie de la chaleur générée par les serveurs et les équipements, ce qui réduit les besoins en refroidissement actif et la consommation d’énergie.
- Protection des appareils : Ils aident à prévenir la surchauffe et à prolonger la durée de vie des composants électroniques.

Énergies renouvelables

- Stockage de l’énergie solaire : Les PCM peuvent stocker la chaleur produite pendant la journée et la restituer ultérieurement, améliorant ainsi l’efficacité des installations solaires.
- Énergie éolienne : Ils peuvent également contribuer à limiter les variations de température dans certains composants d’éoliennes, favorisant leur fiabilité et leur durabilité.

Le développement de solutions de stockage thermique à PCM constitue une avancée importante dans le domaine de la gestion thermique. Au CRM Group, nous sommes fiers de contribuer à cette innovation et de collaborer avec nos partenaires pour développer des solutions efficaces et durables dans différents secteurs. En poursuivant les essais et les améliorations de ces technologies, nous souhaitons soutenir le succès des missions futures et l’évolution des solutions de gestion thermique.

Images: ©ESA CREDIT ESA–L. Bourgeon