Liquides ioniques énergétiques

Le début du xxi ^e  siècle est particulièrement intéressant dans le domaine de l’énergie. En effet, la pollution et l’effet de serre additionnel dûs à la combustion de combustibles fossiles conduisent à la recherche de nouveaux carburants qui sont plus séduisants d’un point de vue environnemental et, si possible, d’un point de vue énergétique (efficacité énergétique). Ces nouveaux carburants ne sont pas totalement « verts », mais ils parent, au moins partiellement, à certains des inconvénients des carburants et combustibles actuels. Ce souci écologique ne se limite pas aux carburants automobiles et aéronautiques, mais s’étend à tous les carburants et combustibles, y compris les carburants spatiaux. Les perspectives de « reconquête » de la Lune à moyen terme par les Américains, les Russes, les Chinois, les Indiens et par les Européens et la conquête de Mars, à long terme, rendent les développements potentiels décrits dans cet article extrêmement intéressants. L’une des combinaisons bipropulsives (diergoliques) les plus utilisées pour la propulsion des satellites et des missions interplanétaires, la monométhylhydrazine (MMH)/tétroxyde d’azote (NTO), relève également de cette thématique. Ces combustible (MMH) et comburant (NTO) sont embarqués à l’état liquide (on parle d’ergols liquides stockables), mais leurs pressions de vapeur sont élevées, et ils sont toxiques et cancérogènes. En outre, parce que la MMH a une enthalpie de formation positive, elle est capable d’entretenir une flamme dite de simple décomposition, et ce carburant est donc potentiellement inflammable, voire « explosif », même en l’absence d’un oxydant. De plus, la compatibilité de la MMH est faible avec de nombreux matériaux sur lesquels elle se décompose exothermiquement assez rapidement, tandis que le NTO est corrosif pour certains matériaux. Il ressort clairement des faits ci-dessus qu’il existe de nombreux arguments qui peuvent inciter à la recherche d’un carburant capable de remplacer la MMH. Le remplacement du tétroxyde d’azote NTO est également probablement d’intérêt, mais cette question est moins cruciale. Le NTO en tant que tel n’est pas inflammable et peut être remplacé par de l’acide nitrique ou par d’autres oxydants liquides si nécessaire. Parmi les alternatives proposées pour remplacer la MMH on trouve les liquides ioniques, qui présentent une faible pression de vapeur à température ambiante, ce qui constitue un avantage par rapport à la MMH. Cependant, la principale caractéristique intéressante de la combinaison bipropulsive MMH/NTO est que MMH et NTO forment des mélanges dits hypergoliques, c’est-à-dire capables de s’auto-enflammer par simple contact à température ambiante. Cette particularité est intéressante pour la propulsion des satellites puisqu’ainsi aucun dispositif...