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Engins spatiaux : un lubrifiant solide adapté à l'air comme au vide

les engins spatiaux sont soumis à des contraintes extrêmes. Des chercheurs ont développé un prototype de lubrifiant solide qui ne souffre pas de l’oxydation à l’air libre et qui fonctionne mieux que les solutions actuelles dans le vide. Ces travaux ont abouti à un dépôt de brevet.

Les engins spatiaux ont besoin, comme la plupart des machines, d’être lubrifiés par endroits. Les solutions utilisées sur Terre ne conviennent cependant pas car les lubrifiants doivent tenir pendant les violentes phases du décollage et de la mise en orbite et résister aux conditions extrêmes du vide spatial. Depuis les années 50, les revêtements en bisulfure de molybdène (MoS2) sont privilégiés pour les mécanismes spatiaux. Lorsqu’ils sont soumis à des frottements, ces lubrifiants solides se dégradent pour générer une fine couche entre les parties en contact. C’est cette pellicule qui joue le rôle de lubrifiant. Si ces revêtements de MoS offrent de très bonnes performances dans le vide, ils souffrent d’une grande sensibilité à l’oxygène et à l’humidité contenus dans l’air, et se détériorent donc pendant toutes les phases de construction et de tests au sol.

Les chercheurs de FEMTO-ST (CNRS/Université Bourgogne-Franche-Comté), du Laboratoire de mécanique des contacts et des structures ( LaMCoS , CNRS/INSA Lyon), du CNES, du Luxembourg institute of science and technology (LIST, Luxembourg) et de l’université de Toronto (Canada) ont ainsi développé un nouveau revêtement efficace pendant toutes les phases d’utilisation des mécanismes spatiaux. Ces résultats sont publiés dans la revue Advanced Functional Materials (DOI: 10.1002/adfm.202110429) et ont fait l’objet d’une actualité INSIS CNRS

Ils sont pour cela restés sur une base de MoS , à laquelle ils ont incorporé du tantale (Ta) par dépôt physique en phase vapeur (PVD). Avec cette technique, des cibles en MoS et en tantale sont vaporisées par plasma, puis déposées en couches minces sur les surfaces à revêtir. En réglant finement les paramètres, l’équipe est parvenue à répartir de façon homogène le tantale dans la structure du MoS , une incorporation confirmée par des simulations. L’ajout de tantale permet de protéger le lubrifiant contre les effets néfastes de l’oxydation par l’air, et joue lui-même un rôle lubrifiant une fois dans le vide. Un premier prototype, fait d’une couche de seulement un micron d’épaisseur, a ainsi surpassé plusieurs dépôts, dont le MoS2 qui fait toujours référence, tant dans le cadre d’un fonctionnement sous air que sous vide. Un brevet a été déposé et est en cours d’étude. Les chercheurs veulent à présent amener le lubrifiant au niveau de préqualification pour un usage dans les mécanismes spatiaux.

Contact FEMTO-ST : Guillaume COLAS

  • Réunion de lancement du projet Interreg « Maintenance Prédictive des systèmes industriels »

    Le lancement du projet MainPreSI aura lieu le mercredi 22 mai 2013 de 15h00 à 17h00 dans les locaux de l’Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (Besançon)
    Ce projet qui se déroulera sur une période de 30 mois (2013-2015) est une collaboration franco-suisse, mais également un partenariat R&D entre des industriels et des chercheurs issus à la fois de l’institut FEMTO-ST et de l’école polytechnique fédérale de Lausanne.

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  • Javier Solano obtient le prix Jeune Docteur 2013 de l'Université de Franche-Comté

    Javier Solano, ancien doctorant au Département Energie de l'institut FEMTO-ST, vient d'obtenir le prix Jeune Doctorant 2013 de l'Université de Franche-Comté pour son projet de valorisation dans le domaine de la gestion d'énergie des véhicules hybrides.

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  • FEMTO-ST porteur de deux CMI de l’Université de Franche-Comté

    FEMTO-ST est le laboratoire principal d’appui de deux Cursus de Master en Ingénierie (CMI)qui viennent d’être labellisés par le réseau FIGURE et seront proposés à la rentrée prochaine par l’Université de Franche-Comté. Il s’agit du CMI « Mécanique-EEA » spécialités « Ingénierie Mécanique pour les Structures Intelligentes » et « Microsystèmes, Instrumentation et Robotique » ainsi que du CMI « Physique-EEA » spécialité « Photonique, micro-nanoteChonolgies et TempS-fréquence.

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  • 2ème édition du séminaire croisé LMB-FEMTO

    La 2ème édition du séminaire croisé LMB-FEMTO, Mu-Phi aura lieu le 2
    Juillet 2013 à l’UFR ST

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  • Medyna 2013

    Du 23 ou 25 avril 2013 se tiendra à Marrakech la première édition de Medyna organisée notamment par le département Méc'Appli.

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  • Medyna2013

    Du 23 ou 25 avril 2013 se tiendra à Marrakech la première édition de Medyna. Cette conférence euro-méditerranéenne réunira des chercheurs de la communauté scientifique internationale, pour discuter des avancées majeures dans le domaine de Vibrations, Acoustique et Vibroacoustique. Il portera sur les méthodes théoriques (analytiques et numériques) et expérimentales de ces sujets en regroupant mathématiciens appliqués, mécaniciens et acousticiens. Une attention particulière sera consacrée aux nouveaux problèmes acousto-mécaniques liés à l'utilisation d'interfaces architecturées, de systèmes utilisant des matériaux spécifiques ou systèmes hybrides (actif / passif).

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  • John Dudley : Médaille d'argent du CNRS

    En raison de l’originalité, de la qualité et de l’importance de ses multiples succès scientifiques en photonique linéaire ultra-rapide, John Dudley, éminent professeur à l’Université de Franche Comté et responsable de l’équipe optoélectronique au sein du département d’optique de l’institut FEMTO-ST, est lauréat 2013 de la médaille d’argent du CNRS.

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  • Journée de présentation du réseau RTB

    La centrale de technologie MIMENTO invite tous ceux qui ont besoin de réaliser des micro- ou nano-objets le vendredi 29 mars 2013 de 10h à 16h à une journée d’information et d’échanges sur les possibilités d’accès à ses ressources technologiques.

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  • Coup de théâtre au labo FEMTO-ST

    C'était une première... la première fois que les membres de la compagnie
    Teraluna visitaient un laboratoire de recherche. Et la première fois que les chercheurs de l'Institut FEMTO-ST servaient de source d'inspiration à des artistes.
    Découvrez en vidéo quelques moments de cette journée
    placée sous le signe du temps et de la lumière.

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  • Un jour avec...Roland Salut

    Un ingénieur de FEMTO-ST dans le journal du CNRS

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