Caractérisation et modélisation numérique des dégradations des peintures blanches en environnement spatial simulé

par Carole Duvignacq

Thèse de doctorat en Matériaux

Sous la direction de Magdeleine Dinguirard.

Soutenue en 2003

à École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse ; 1972-2007) .

mots clés

• Oxyde de zinc -- Thèses et écrits académiques
• Polydiméthylsiloxanes -- Thèses et écrits académiques
• Irradiation -- Thèses et écrits académiques
• Détérioration -- Thèses et écrits académiques
• Modèles mathématiques -- Thèses et écrits académiques
• Transfert radiatif -- Thèses et écrits académiques

Résumé

Lors des missions spatiales, les peintures blanches constituées de pigment d’oxyde de zinc et de résine polydiméthylsiloxane sont altérées par l’environnement spatial. Au cours de cette étude, des irradiations par protons et par ultraviolets ont été couplées avec des tests de caractérisation (mesures optiques, XPS, conductivité). Les résultats ont révélé que la dégradation du pigment est liée à la formation de lacunes d'oxygène, et que celle du liant est associée à des réticulations. Les effets de guérison des ultraviolets ont également été décrits. Cette approche expérimentale a été complétée par le développement d’un modèle numérique basé sur la théorie de Mie et la méthode Monte-Carlo pour prévoir, à l’aide de lois analytiques, les mesures de réflectance des peintures blanches vierges et irradiées par protons 45 keV. Ce modèle s’est avéré adapté pour des matériaux à faible contraste diélectrique, même pour des fractions volumiques de particules élevées.

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