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Publication du programme PAUSE – ANR Ukraine pour l’accueil de scientifiques ukrainiens et ukrainiennes dans des laboratoires français
ASTRID - Accompagnement spécifique des travaux de recherches et d’innovation défense

nanopétales d'aluminium pour des applications en propulsion – ANPA

Résumé de soumission

Les matériaux énergétiques sont au cœur de nombreuses applications tant sur le plan civil que militaire. L’objectif du projet ANPA est de synthétiser, caractériser et comprendre les mécanismes d’oxydation de poudres d’aluminium nanostructurées en vue de leur application dans la formulation de propergols utilisés dans la propulsion solide et hybride. Grace à nos premiers résultats, inattendus au regard de ce qui est généralement admis par la communauté scientifique, nous projetons d’optimiser notre procédure de broyage haute énergie afin de produire des poudres d’aluminium possédant des aires spécifiques élevées et une morphologie optimale pour garantir leur meilleure réactivité. Cette dernière sera testée dans un premier temps au niveau du laboratoire par des analyses thermogravimétrique sous air. Une première étude consistera en l’optimisation des additifs de broyage afin de définir des échantillons optimisés. Dans un second temps, les poudres seront testées en formulation puis des expériences balistiques seront réalisées à l’ONERA afin de comparer leur combustion avec les meilleurs produits existants. Parallèlement, une étude fondamentale portant sur les mécanismes d’oxydation des poudres d’aluminium sera menée afin de comprendre l’influence des paramètres dimensionnels (morphologie et taille) sur la réactivité. En effet, l’oxydation des particules d’aluminium est un phénomène complexe qui met en jeu à la fois des transitions de phases et des réactions chimiques dans un système confiné. Des méthodes d’analyse chimique, thermodynamique, cinétique, structurale et d’imagerie seront utilisées pour présenter le scénario réactionnel le plus probable. Cette étude fondamentale contribuera d’une part à la définition de l’optimum pour l’application visée mais aussi à l’amélioration de la connaissance dans le domaine de la réactivité des matériaux nanostructurés et/ou possédant une grande aire spécifique. Les livrables du projet sont à la fois appliqués et fondamentaux. Nous espérons proposer en fin de projet une ou plusieurs méthodes de synthèse d’aluminium hautement réactif par broyage haute énergie. Les partenaires de ce projet, associés à l'ONERA, déposeront un brevet couvrant l'ensemble du processus de fabrication et de formulation des nanopoudres d'aluminium pour des application en propulsion solide et hybride. D’autre part, les partenaires publieront dans des journaux internationaux les interprétations et modèles de l’oxydation des poudres d’aluminium ultra divisées. Les concepts et méthodes développées seront probablement extrapolables à d’autres métaux.

Coordinateur du projet

Madame Marie-Vanessa Coulet (Centre National de la Recherche Scientifique délégation Provence et Corse_Matériaux Divisés, Interfaces, Réactivité, Electrochimie)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

CNRS DR12_MADIREL Centre National de la Recherche Scientifique délégation Provence et Corse_Matériaux Divisés, Interfaces, Réactivité, Electrochimie
CNRS DR12_IM2NP Centre National de la Recherche Scientifique délégation Provence et Corse_ Institut de matériaux, microélectronique, nanosciences de provence

Aide de l'ANR 225 738 euros
Début et durée du projet scientifique : janvier 2014 - 24 Mois

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