Cerisic

Mise en œuvre de supercondensateurs pour assurer une réserve de puissance aux actionneurs électriques des lanceurs
First Haute Ecole MOSCAP (n° 1410036)

Description

Le contrôle et le réglage du moteur de propulsion implémentés dans la tuyère de ce troisième étage de la fusée Ariane 5, sont à l’heure actuelle réalisés par un système de vannes commandées de manière hydraulique ou pneumatique. Cette solution présente des soucis importants de sécurité lors des phases de lancement (réservoir sous haute pression), sans permettre un contrôle considéré comme suffisamment fin (précision du positionnement ou temps de réponse insuffisants). Le développement d’Ariane 6, dont les partenaires devraient être sélectionnés dans le courant de cette année, imposerait que le moteur VINCI soit contrôlé à l’aide de vannes cryogéniques commandées électriquement. Le challenge de cette électrification est que ces actionneurs électriques doivent être commandés sur des temps très rapides, créant des pics de puissance importants lors de leur actionnement. Ainsi l’utilisation de moteurs électriques pour actionner les vannes cryogéniques permet à la fois de répondre aux exigences de précision et de temps de réponse; ces derniers demandent une source primaire d’énergie de nature électrique. L’utilisation de batteries permet de répondre à cette problématique, mais avec une sur-spécification de celles-ci; en effet les appels importants de puissance impliquent une augmentation significative de ces batteries et donc une capacité énergétique beaucoup trop importante. La source primaire idéale serait donc une batterie ayant un stockage énergétique raisonnable, mais une capacité à délivrer cette énergie sur une période très courte très importante: cette source idéale serait donc une source de puissance et non une source d’énergie.

SiteCerisic_PolesRecherches_GenieElectrique_ProjetsActuels_Caelpal_Illustrations_01L’objectif de ce projet, proposé par le CERISIC en collaboration avec Thales Alenia Space Belgium, est la mise en œuvre de la technologie « supercondensateurs » associée avec une batterie de faible capacité pour réaliser une source d’énergie à puissance instantanée très élevée. Les technologies « supercondensateurs » les plus récentes permettent la création de capacités de 9000 Farads, elles possèdent les avantages d’un temps de réaction très faible et d’une absence d’effet mémoire, avec malheureusement des tensions maximales très faibles. Ce projet veut mettre au point une architecture basée sur cette technologie associée avec une batterie classique en vue d’obtenir une source primaire de puissance élevée sans un surdimensionnement de la batterie.