RUBI – À toute vapeur pour l’ISS
Le banc d’essai d’Airbus sur la mécanique des fluides pour étudier les processus d’ébullition
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Friedrichshafen, le 02 Juillet 2019 – La prochaine mission de ravitaillement (CRS-18) qui sera lancée depuis Cap Canaveral, en Floride, transportera une « machine à vapeur » spéciale vers la Station Spatiale Internationale (ISS). RUBI (Reference mUltiscale Boiling Investigation), une expérience sur la mécanique des fluides conçue et réalisée par Airbus pour le compte de l’Agence Spatiale Européenne (ESA), étudie les principes de base de l’ébullition des liquides. Luca Parmitano, astronaute de l’ESA, installera RUBI dans le module Columbus de l’ISS au cours des cinq mois que durera sa mission « Beyond » (de juillet à décembre 2019). L’expérience sera ensuite effectuée et contrôlée par le B-USOC (Belgian User Support and Operation Centre), à Bruxelles.
RUBI étudiera les phénomènes de la transition de phase et du transfert de chaleur pendant l’évaporation des liquides, à l’échelle microscopique et à l’échelle macroscopique. Le principal élément de RUBI est une cellule remplie d’un liquide pouvant être chauffé et refroidi par effet thermoélectrique. Le processus d’ébullition est déclenché à l’aide d’un laser sur un radiateur en verre à revêtement métallique. Des caméras à haute résolution enregistrent ensuite la formation et le développement des bulles de vapeur dans le spectre visible et infrarouge. En prenant jusqu’à 500 photos par seconde, elles sont en mesure de générer une image tridimensionnelle de la forme des bulles et d’analyser la répartition thermique sur le radiateur, ce qui permet aux scientifiques de déterminer avec précision les conditions d’évaporation et les densités de flux de chaleur. Le processus d’ébullition peut être influencé de manière systématique à l’aide d’une électrode à haute tension (jusqu’à 15 000 volts) et d’une boucle convective ajustable.
Sur Terre, en raison de l’effet de la gravité, il se forme uniquement de petites bulles qui se détachent rapidement de la surface chauffée, masquant d’autres effets physiques. Les scientifiques souhaitent optimiser leurs modèles numériques du processus d’ébullition grâce à une série de tests menés en condition d’apesanteur et correspondant à des tests de référence sur Terre. À l’avenir, ces essais pourraient permettre de fabriquer des appareils électroménagers (cuisinières, radiateurs) et des échangeurs de chaleur destinés aux processus de fabrication industrielle, plus efficaces et plus respectueux de l’environnement.
L’un des principaux défis rencontrés par l’équipe industrielle dirigée par Airbus a consisté à réduire la taille de RUBI à celle d’une boîte de chaussures (40 x 28 x 27 cm) pesant seulement 34 kg, pour pouvoir l’utiliser dans l’Espace. À titre de comparaison, un laboratoire installé sur Terre aurait une taille similaire à celle d’une armoire (2 x 1 x 1 m) pour un poids d’environ 300 kg.
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A propos d’Airbus
Airbus est un leader mondial de l’aéronautique, de l’espace et des services associés. En 2018, le groupe a publié un chiffre d’affaires de 64 milliards d’euros, avec un effectif d’environ 134 000 personnes. Airbus propose la famille d’avions de ligne la plus complète qui soit. Airbus est, en outre, le leader européen dans le domaine des avions de mission, de ravitaillement en vol, de combat, et de transport. Par ailleurs, l’entreprise est également un leader de l’industrie spatiale. Enfin, dans le domaine des hélicoptères, Airbus propose les solutions civiles et militaires les plus performantes au monde.
