Processus physico-chimiques de contamination moléculaire phot-assistée sur satellites

par Alexandre Pereira

Thèse de doctorat en Matériaux

Sous la direction de Jean-François Roussel.

Soutenue en 2004

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

mots clés

• Photo-déposition
• Chromophores
• Désorption
• Dégazage
• Contamination de surfaces -- Thèses et écrits académiques
• Polymérisation -- Thèses et écrits académiques
• Adsorption -- Thèses et écrits académiques

Résumé

Le contrôle du vieillissement des satellites est un enjeu économique très important pour l’industrie spatiale. La contamination moléculaire des surfaces externes des satellites est un problème majeur rencontré en orbite, directement lié à cette dégradation des matériaux. Le travail présenté dans cette thèse concerne ainsi l’étude des processus physico-chimiques de la contamination moléculaire photo-assistée des revêtements de contrôle thermique, des optiques et des générateurs solaires des véhicules spatiaux. Le but était de comprendre et de modéliser les processus essentiels régissant la photo-déposition de contaminants afin de développer un modèle physique prédictif. Pour valider ce modèle, nous avons élaboré un moyen d’essai expérimental visant à simuler d’une part la condensation de contaminants purs et d’autre part leur photo-déposition, et de comparer les cinétiques de déposition et de réémission dans les deux cas. Nous avons ainsi pu mettre en évidence différents régimes de déposition suivant la température du substrat, le flux de contaminants incident, la durée d'irradiation UV, et caractériser les dépôts polymères par spéctrométrie FTIR et microscopie optique. Le modèle développé nous permet de modéliser la croissance d’un dépôt par condensation sur une surface froide, l'équilibre entre l'adsorption et la désorption de molécules transitoirement adsorbées, la croissance d’un film polymère par photo-déposition sur une surface chaude ainsi que la réémission des molécules qu’elles soient simplement condensées ou polymérisées.

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