Un groupe d’étudiants britanniques a accompli une réalisation impressionnante en concevant et en testant avec succès un moteur de fusée à liquide métallique imprimé en 3D, une prouesse sans précédent sur le sol britannique.
Cette innovation démontre non seulement le potentiel transformateur de l’impression 3D dans l’industrie spatiale, mais aussi la capacité des étudiants en ingénierie à contribuer de manière significative à l’évolution de la technologie spatiale.
Le moteur de fusée SunFire
Le moteur SunFire, nommé ainsi par l’équipe d’étudiants en ingénierie et en science de Sheffield, représente une étape importante dans le développement des moteurs de fusée. Il s’agit du premier moteur de fusée à liquide métallique imprimé en 3D, et aussi le plus puissant, construit et testé avec succès par des étudiants au Royaume-Uni.
Il est également le premier à être refroidi par régénération, une technique où le carburant est utilisé pour refroidir la chambre de combustion avant d’être brûlé, améliorant ainsi l’efficacité du moteur et économisant du poids.
Un succès lors de la compétition Race to Space
Le moteur SunFire a été mis à l’épreuve lors de la compétition annuelle Race to Space, au cours de laquelle des équipes d’étudiants de diverses universités britanniques ont testé des moteurs de fusée qu’ils avaient construits pendant l’année universitaire précédente. L’événement a très probablement établi un record mondial non officiel pour le nombre de moteurs de fusée à liquide et hybrides testés pour la première fois sur un même site en une semaine.
Les moteurs de fusée à liquide conçus par des étudiants sont rares en Europe, et ceux qui sont refroidis par régénération le sont encore plus à l’échelle mondiale. Aucun d’eux n’avait été réalisé au Royaume-Uni par impression 3D ou n’avait atteint la puissance de celui construit à Sheffield jusqu’à maintenant.
Les étudiants de Sheffield ont consacré deux années à la construction du moteur SunFire en dehors de leurs études, dans le cadre de l’Initiative Spatiale de l’Université de Sheffield. Ce programme a pour objectif d’aider les étudiants en STEM (Science, Technologie, Ingénierie et Mathématiques) à utiliser leurs compétences pour relever certains des plus grands défis de l’industrie spatiale et à développer leur carrière dans ce secteur après l’obtention de leur diplôme.
Objectif : atteindre la frontière de l’espace
L’équipe Sunride, composée d’étudiants participant à l’Initiative Spatiale, envisage d’utiliser le moteur pour propulser l’une de leurs propres fusées jusqu’à la limite de l’espace, au-delà de la ligne Kármán, qui marque la frontière de l’atmosphère terrestre à 62 miles au-dessus du niveau de la mer. Ils détiennent déjà le record britannique d’altitude pour une fusée amateur, record établi en 2019.
Le Centre de Découverte Royce de l’Université de Sheffield, un centre de recherche dédié au développement de la prochaine génération de matériaux pour répondre aux besoins de l’industrie manufacturière britannique, a joué un rôle clé dans la réalisation de ce projet. Il a facilité l’essai de l’impression 3D métallique par lit de poudre au laser utilisée pour construire le moteur. Par ailleurs, le Centre de Recherche en Fabrication Avancée (AMRC) et la Faculté d’Ingénierie de l’université ont assuré la finition du moteur après l’impression.
« Le test à chaud de notre moteur a été un jour que je n’oublierai jamais. À partir d’une idée que nous avons eue dans un café avec deux amis il y a plus de deux ans, c’était incroyable quand nous avons finalement réussi à faire fonctionner notre moteur de fusée ! » a déclaré Henry Saunders, qui a dirigé l’équipe l’année dernière et qui fait maintenant un doctorat au Centre de Découverte Royce de l’Université de Sheffield en impression 3D.
« Les activités extra-scolaires telles que Sunride et l’initiative RacetoSpace sont extrêmement importantes car elles permettent aux étudiants d’appliquer les connaissances acquises lors de leur cursus et de repousser les limites de ce qu’ils peuvent réaliser. Il est très important pour le secteur spatial britannique que nous donnions à nos étudiants une expérience pratique pour développer les compétences dont l’industrie a besoin. » a affirmé le Dr Alistair John, Directeur Adjoint de l’Ingénierie Aérospatiale à l’Université de Sheffield, qui a supervisé l’équipe.
En synthèse
Le projet SunFire de l’Université de Sheffield représente une réalisation remarquable dans le domaine de l’ingénierie spatiale étudiante. En dépit des défis techniques complexes associés à la conception et à la fabrication de moteurs de fusée, les étudiants ont réussi à développer et à tester un moteur refroidi par régénération imprimé en 3D, une première au Royaume-Uni.
| Sujets clés | Détails |
|---|---|
| Projet | Moteur de fusée SunFire, conçu et testé par des étudiants de l’Université de Sheffield |
| Caractéristiques du moteur | Il s’agit du premier moteur de fusée à liquide métallique imprimé en 3D et refroidi par régénération au Royaume-Uni. Il est aussi le plus puissant construit et testé par des étudiants dans ce pays. |
| Concours | Le moteur a été testé lors de la compétition annuelle Race to Space. |
| Initiative spatiale de l’Université de Sheffield | Le moteur a été construit dans le cadre de ce programme, qui vise à encourager les étudiants en STEM à développer leurs compétences et à poursuivre une carrière dans l’industrie spatiale. |
| Prochains objectifs | L’équipe Sunride, composée d’étudiants de l’Initiative Spatiale, prévoit d’utiliser le moteur pour propulser une fusée jusqu’à la ligne Kármán, qui marque la frontière de l’espace. |
| Soutien de l’Université de Sheffield | Le Centre de Découverte Royce a facilité les essais d’impression 3D métallique par lit de poudre au laser utilisée pour construire le moteur. Le Centre de Recherche en Fabrication Avancée et la Faculté d’Ingénierie de l’université ont aidé à la finition du moteur après l’impression. |
Cette réalisation souligne l’importance de l’impression 3D dans le développement de nouvelles technologies spatiales.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que l’impression 3D ?
L’impression 3D est un processus de fabrication qui crée des objets tridimensionnels à partir d’un modèle numérique, en superposant de fines couches de matériau.
Qu’est-ce que la ligne Kármán ?
La ligne Kármán est une frontière théorique située à environ 100 kilomètres au-dessus du niveau de la mer, qui marque la limite de l’atmosphère terrestre et le début de l’espace extra-atmosphérique.
Qu’est-ce qu’un moteur refroidi par régénération ?
Un moteur refroidi par régénération utilise le carburant pour refroidir la chambre de combustion avant qu’il ne soit brûlé. Cette technique améliore l’efficacité du moteur et économise du poids.
