Pompes de Précision 300 bar pour la Recherche en Microgravité (SCWO)
Pour un acteur de la recherche spatiale, IRIAN MECATRONICS a conçu des modules de pompage et de régulation de pression destinés à une expérience d’oxydation en eau supercritique (SCWO). Le défi principal était de gérer des fluides réactifs, dont le peroxyde d’hydrogène, à 300 bar avec des débits de l’ordre du microlitre, le tout dans un environnement en microgravité. Notre solution repose sur la conception de modules ultra-compacts intégrant des pompes volumétriques de haute précision et des réservoirs à vessie.
Le Défi : Assurer un micro-débit stable à 300 bar en microgravité
L’objectif du client était d’alimenter un réacteur expérimental dans des conditions uniques, cumulant des contraintes de performance et d’environnement extrêmes. Le cahier des charges imposait une fiabilité absolue sur plusieurs points critiques :
Fluides complexes : Gestion simultanée d’eau, d’éthanol à 70% et de peroxyde d’hydrogène à 30%, un comburant puissant.
Performance hydraulique : Assurer un contrôle de la pression de 0 à 300 bar tout en maintenant des débits extrêmement faibles et stables, de $2~\mu L/min$ à $3~mL/min$.
Environnement « Zéro G » : L’ensemble doit fonctionner en microgravité, dans n’importe quelle orientation, et résister aux contraintes d’un lancement spatial (vers l’ISS).
Intégrité scientifique : L’architecture devait impérativement minimiser les volumes morts et empêcher tout piégeage de gaz, critiques pour la précision de l’expérience.
Compacité : L’équipement devait occuper le plus petit volume possible.
L’Approche IRIAN MECATRONICS : Des modules fonctionnels pour une fiabilité absolue
Notre bureau d’études a conçu une solution en deux parties : un module compact (360x125x165 mm) regroupant pompe, réservoir et vanne, et un module déporté pour la régulation de pression. La conception a été dictée par les contraintes de la microgravité et de la précision.
Gestion des fluides en microgravité. Pour assurer une alimentation fiable sans gravité, la solution repose sur un réservoir à vessie de 200 mL. Préchargée en gaz (Azote ou air), la vessie maintient le fluide sous pression et garantit une alimentation positive et constante vers la pompe, quelle que soit l’orientation du système.
Précision des micro-débits. Pour atteindre des débits stables de l’ordre du microlitre (dès $2~\mu L/min$) sous 300 bar, la pompe volumétrique est entraînée par une vis à bille de précision et un moteur pas à pas. Cette architecture mécanique offre un contrôle de position précis, un jeu interne minime et une répétabilité exceptionnelle (±0.1 µL), assurant la justesse des débits requis par le protocole scientifique.
Intégrité du circuit et sécurité. L’exigence de volumes morts minimaux est respectée en intégrant des capteurs de pression « en ligne » et des vannes rotatives compactes. Cette conception élimine les zones de piégeage de gaz, critiques pour l’expérience. La sécurité est garantie par un régulateur de contre-pression actif en aval, complété par deux soupapes de sécurité passives tarées à 110% de la pression maximale.
FAQ
Quelques Exemples de nos Conceptions sur Mesure
