Point de vue

Par Wissal Bouissan*

Un matériau peut être appliqué dans divers domaines de la science allant de la biologie jusqu’à la physique, en passant par la cosmétique, l’aéronautique etc. L’avenir d’un matériau ainsi que son évolution intéresse beaucoup les chercheurs de part ses propriétés. Parmi l’ensemble des matériaux, il existe une gamme pouvant être appliquée dans divers domaines de la science. De nos jours, la science des nanomatériaux nous impressionne. Saviez-vous qu’elle peut être appliquée dans le domaine spatial ? Elle peut être une source d’espoir pour explorer l’espace ou bien pour rendre le vol spatial plus pratique. Grâce à leur faible masse, à leur forte résistance et à leur capacité à conduire la chaleur ou l’électricité, les nanomatériaux peuvent être conçus pour la construction de véhicules spatiaux. Leur durée de vie et leurs caractéristiques sont très importants pour diverses applications. Leurs progrès rendent possible des voiles solaires légères et la conception d’un câble pour construire un ascenseur spatial. Avec une diminution considérable de la quantité de carburant de fusée nécessaire, ces avancées réduiront le coût d’atteindre l’orbite et de voyager dans l’espace. La conception de nouveaux satellites capables de s’autoréparer ou de se configurer est une nouveauté dans la science des matériaux. Ces derniers sont connus pour leur intelligence et pour leur adaptabilité. De plus, la conception de nouveaux matériaux combinés à des nano-capteurs et des nanorobots peut être envisagée pour améliorer les performances des vaisseaux spatiaux, des combinaisons spatiales et des équipements utilisés pour explorer les planètes et les lunes. On voit bien à quel point la nanotechnologie est très importante de nos jours.

 Nouvelles applications

Par ailleurs, les chercheurs étudient les applications suivantes de la, nanotechnologie dans les vols spatiaux : ils peuvent par exemple utiliser des matériaux fabriqués à partir de nanotubes de carbone.

Ce matériau composé d’une molécule cylindrique avec un enchaînement quasi-parfait d’atomes de carbone intrigue les ingénieurs. Pour construire un ascenseur spatial, il nous faut tirer un câble entre la terre et un poids par exemple une station spatiale. Le tout serait maintenu en orbite géostationnaire de la terre grâce à une force centrifuge pour maintenir la trajectoire. Cette idée de construire un ascenseur spatial permettrait de réduire drastiquement le coût des voyages et serait une grande révolution pour l’exploration spatiale. Ce matériau a donc un avenir très précieux, car il peut être utilisé pour réduire le poids des vaisseaux spatiaux en augmentant ou en conservant la résistance structurelle. Ces nanotubes de carbone peuvent alors être utilisés pour fabriquer le câble nécessaire à l’ascenseur spatial qui pourrait réduire le coût d’envoi de matériel en orbite. Mais pour que le matériau soit applicable dans le monde spatial, il faut qu’il soit d’une extrême dureté avec une résistance exceptionnelle à l’usure. Ce que l’on sait, c’est que la structure des satellites et des sondes peut faire appel à des alliages à base d’aluminium ou de titane et devrait évoluer vers des composites complexes résistants et légers. On a également de nouveaux polymères qui allient métaux et céramiques avec des éléments légers tels que les nanotubes de renforcement qui présentent une véritable dynamique et des structures auto réparatrices permettant de réduire ou d’éliminer les fissures présents.

De plus, cette application des diverses matériaux est due à leur système auto réparateur adaptatif qui lorsqu’il revient à son état initial, devient capable de modifier leurs surfaces et leurs volumes. Ils ont également une capacité à accomplir plusieurs tâches en même temps qui reposent sur des principes physiques tels que la multifonctionnalité qui permet de diminuer la masse et la consommation en énergie des engins spatiaux. Par exemple, les cellules solaires ont un double rôle, ils servent à la fois de voile solaire et assurent la protection efficace contre la radiation.

Au profil de l’humanité

Il reste encore bien d’autres progrès aux nanomatériaux dans la recherche spatiale : télécommunication, énergie, environnement, effets des rayonnements … Par exemple, des recherches sur les nanotubes de carbone montrent qu’ils se laissent facilement transporter par l’eau et pour ingérer les nanotubes, on aura un danger sur les cellules vivantes. En cas de contact avec l’eau ou de renversement dans un lac, cela aurait un effet dangereux sur la biodiversité. Par ailleurs, de nombreuses recherches restent à mener, afin de diminuer les coûts de ces molécules. Les nanotubes sont des molécules intrigantes non seulement en raison de leurs performances, mais aussi par leur polyvalence : ils touchent des domaines

bien variés de l’électronique, de la physique, de la chimie, etc. On pourra les retrouver d’ici demain dans nos téléphones ou encore dans tout écran plat.

étudiante en master de Chimie à Sorbonne Université et à l’Ecole Normale Supérieure

Membre de la Société Chimique de France