Cryotribology (Cryo)

Image CryoLe groupe CRYO a une longue expérience en cryogénie, en particulier dans le domaine du spatial. En effet, depuis les années 80, plusieurs applications en matière de transport spatial ont été étudiées. Ces applications ont nécessité l’emploi de fluides cryogéniques, c’est-à-dire d’oxygène et d’azote à l’état liquide ou gazeux.

 

Les bancs d’essais disponibles au laboratoire du groupe CRYO concernent principalement des organes de moteur cryotechnique évoluant à haute vitesse de rotation, c’est-à-dire des joints d’étanchéité dynamique et des paliers. Ces bancs d’essais ont permis de mieux comprendre et d’améliorer le fonctionnement de ces éléments. 

 

Le groupe CRYO a démarré ses activités par l’étude de certains aspects du moteur cryotechnique HM7B équipant le lanceur spatial européen Ariane. Cela inclut: le séquencement d’allumage du générateur de gaz, la mesure des pertes de pression dans les injecteurs et la visualisation du jet d’oxygène liquide au sein du générateur de gaz. Pour ce même moteur, le groupe CRYO a été chargé d’étudier le comportement du roulement à billes de la turbopompe oxygène liquide ainsi que de valider les modifications apportées audit roulement. Cette étape de validation a nécessité la réalisation de près de 300 essais. Des tests de mise en froid sous oxygène liquide ont également été accomplis au niveau des vannes «chambre» et «purge» du circuit LOx du moteur Vulcain (Vulcain est le moteur cryogénique principal d’Ariane).

 

En parallèle, des tests tribologiques de type «pion-disque» ont été menés à la fois en LOx et en LN2. Ces essais ont été réalisés dans le cadre du développement de nouvelles vannes cryotechniques. En plus de ces tests sur tribomètre, le groupe CRYO s’est tout particulièrement penché sur les problèmes de compatibilité pouvant survenir sous oxygène liquide. Entre autres choses, les essais tribologiques et de compatibilité ont permis de mieux cerner le phénomène de tribo-oxydation, le fonctionnement des paliers à feuilles et de sélectionner de nouveaux matériaux de cage pour roulement à billes cryotechnique.

 

Récemment, le groupe CRYO a été choisi pour tester le nouveau boîtier d’étanchéité dynamique du moteur Vinci (Vinci est le nouveau moteur cryotechnique du dernier étage d’Ariane 6, le futur lanceur spatial européen). Le projet a nécessité la conception et la réalisation d’un nouveau banc d’essais. 

 

 


Contact(s) : BOZET Jean-Luc