PROJET CNES Parabole : Visualisation infrarouge de l’ébullition sur 

un fil de platine en microgravité

Virginie Alleaume

Florian Carle

David Brutin

Pierre Lantoine

Le projet CNES Parabole étudiant

Sommaire

La microgravité

Le banc d’essai

Résultats

Conclusion

2

Le projet CNES Parabole étudiant

Sommaire

La microgravité

Le banc d’essai

Résultats

Conclusion

3

Novembre 2009Sélection du 

projet

Février 2010Dimensionnement de l’expérience

Avril 2010Création de la 

cellule

Avril 2010Workshop

Juin 2010Montage de l’expérience

Septembre 2010Tests terrestres

Octobre 2010Validation du formulaire 

expérimentale

7 Décembre 2010Vol

Le projet CNES Parabole Etudiant

CHRONOLOGIE :

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LES DIFFICULTES :

Le projet CNES Parabole Etudiant

Premier projet aussi long pour nous : plusieurs facteurs à gérer ( conception, construction, commandes, communication, le temps…)

En microgravité, résultats et comportements inconnus : problèmes possibles

Dispositif de sécurité à respecter : le banc d’essai doit fonctionner sans intervention humaine

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• Mener une étude sur le changement de phase par ébullition

• Comparaison entre les résultats : gravité terrestre et microgravité

• Application directe des enseignements

OBJECTIFS PEDAGOGIQUES :

Le projet CNES Parabole Etudiant

Mécanique du solide

Mécanique des fluides

Thermique

Gestion de projet

Communication

Milieu semi‐transparents

Bureau d’étude

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Le projet CNES Parabole étudiant

Sommaire

Le banc d’essai

Résultats

Conclusion

La microgravité

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Qu’est ce que la microgravité ?

Source : European Users Guide to Low Gravity Platform, ESA Credits

DIFFÉRENTES PLATEFORMES D’ACCÈS À LA MICROPESANTEUR UTILISÉES :

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Qu’est ce que la microgravité ?

Vue extérieur de l’A300 Zéro G

Longueur : 54 mètresEnvergure : 44mètres

Surface expérimentale : 100 m2Nombre de passagers par vol : 40

9

PRESENTATION A300‐ZeroG

Qu’est ce que la microgravité ?

Vue intérieure de l’avion vide et en cours de préparation pour le vol

Zone d'expérimentation de 200m3

PRESENTATION A300‐ZeroG

10

Qu’est ce que la microgravité ?

10 expériences de chercheurs :  • 4 en biologie• 6 en physique2 expériences étudiantes : « Visualisation infrarouge de l’ébullition sur un fil »et « Développement d’antenne d’un CubeSat »

Positionnement des expériences dans l’avion

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PRESENTATION A300‐ZeroG

Qu’est ce que la microgravité ?

PRINCIPE DU VOL PARABOLIQUE

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Qu’est ce que la microgravité ?

PRINCIPE DU VOL PARABOLIQUE

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Qu’est ce que la microgravité ?

VOL PARABOLIQUE

14

Qu’est ce que la microgravité ?

Trajectoires et positions des différentes paraboles de notre vol

VOL PARABOLIQUE

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Le projet CNES Parabole étudiant

Sommaire

Résultats

Conclusion

La microgravité

Le banc d’essai

16

Le banc d’essai

OBJECTIF : Visualiser l’ébullition sur un fil en microgravité en infrarouge et en visible et tracer la courbe de Nukiyama en microgravité

Régime d’ébullition de l’eau sur un fil à pression atmosphérique17

Difficultés : 

‐Contraintes de sécurité très strictes‐Temps de montage limité‐Espace d’expérience restreint

OBJECTIF : Visualiser l’ébullition sur un fil en microgravité en infrarouge et en visible et tracer la courbe de Nukiyama en microgravité

Le banc d’essai

Schéma de principe du montage

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‐ Cellule en POM de 15 cm3 contenant du HFE 7000

‐ Fil de 50 µm de platine‐ Hublots en Ge et plexiglas‐ Presse‐étoupes 

Le banc d’essai

CELLULE D’EBULLITION

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Le banc d’essai

INSTRUMENTATION

VarioCam Flir

Thermocouple K

Mesure de la température apparente Camera HD

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Le banc d’essai

INTÉGRATION DE L’EXPÉRIENCE DANS L’AVION

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Le projet CNES Parabole étudiant

Sommaire

Conclusion

La microgravité

Le banc d’essai

Résultats

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Résultats

ESSAI TERRESTRE : Pression atmosphérique, 1g

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Résultats

ESSAI TERRESTRE : Pression atmosphérique, 1g

24

Résultats

ESSAI TERRESTRE : Pression atmosphérique, 1g

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Résultats

ESSAI TERRESTRE : Pression atmosphérique, 1g

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Résultats

ESSAI EN VOL : P =825 mbar, 0gPuissance de chauffe : 0,74 W

Parabole 8

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Résultats

ESSAI EN VOL : P =825 mbar, 0gPuissance de chauffe : 0,74 W

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Résultats

ESSAI EN VOL : P=825 mbar et à 0g

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Résultats

COMPARAISON : Courbes à 0g et à 1g

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ConclusionBILAN DU PROJET :

Projet étendu sur 13 mois 

Très intéressant malgré les quelques difficultés rencontrées

Un seul jour de vol, modifications impossibles

Satisfaction de pouvoir obtenir des résultats en apesanteur 

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Merci pour votre attention

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