Propulsion électrique (spatial)

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La propulsion électrique est un type de propulsion à réaction à applications spatiales[1]. Le principe est similaire à la propulsion chimique dans le sens où les produits éjectés sont accélérés comme les gaz brûlés dans une tuyère.

Elle consomme cinq à dix fois moins de carburant.

Fonctionnement[modifier | modifier le code]

La propulsion électrique consiste à ioniser des atomes puis à accélérer les particules chargées obtenues à grande vitesse grâce à un champ magnétique.

Elle produit une poussée moins élevée que celle des propulsions chimiques mais la poussée s'exerce beaucoup plus longtemps.

Mais il y a des inconvénients :

  • la durée des missions est allongée en raison de la faible poussée.
  • la puissance des panneaux étant limitée, par conséquent cela réduit aussi la poussée du moteur.

Le propulseur magnétoplasmadynamique se rapproche de ce type de propulsion.

Missions[modifier | modifier le code]

La sonde Smart-1 de l'ESA a effectué un vol vers la Lune en 2004 à l'aide de la propulsion électrique. Elle s'est servi du moteur PPS-1350 de Snecma qui produit une poussée de 9 grammes.

C'est la première sonde à rejoindre un corps du système solaire et à s'y être satellisé avec la propulsion électrique.

La mission a duré plus d'un an.

Familles de propulseurs[modifier | modifier le code]

Les grandes familles de propulseurs sont identifiées par le mécanisme d'accélération, les valeurs sont données à titre indicatif :

Mécanisme d'accélération Moteur Impulsion spécifique (s) Poussée (N)
Propulsion électrothermique Résistojet
Arcjet 500 - 2 000 0.15 - 0.30
Propulsion électromagnétique
(forces de Lorentz)
Propulseur magnétoplasmadynamique (MPD) et LFA (Lorentz Force Accelerator) 1 000 - 10 000 20 - 200
propulseur à force ponderomotrice (ElPT) 1 000 - 10 000 1×10−3 - 100
MPD pulsé = Propulseur à plasma pulsé (en) (PPT)
Propulsion ionique
(force électrostatique)
Césium contact 7 000 4×10−3
propulseur à émission de champ (FEEP) 5 000 - 8 000 10×10−6 - 2.5×10−3
propulseur à bombardement ionique 3 000 30×10−3
propulseur RIT (Radiofrequency ionisation thruster) 18×10−3 - 100×10−3
Helicon Double Layer
Propulseur à effet Hall (SPT, PPS, ALT) 1 000 - 3 000 10×10−3 - 1.5


Les différents moteurs[modifier | modifier le code]

C'est Snecma qui a construit le plus de moteurs à propulsion électrique.

Parmi ces moteurs, les principaux sont :

  • le PPS-1350 d'une poussée de 9 grammes.
  • le PPS-5000 d'une poussée de trente-deux grammes qui fonctionne pendant 15 000 heures et qui consomme 5 kW de puissance électrique ; le moteur de la SNECMA est adopté en 2015 pour la nouvelle famille de Spacebus Neo[2].
  • le PPS-20k qui consomme 20 kW de puissance et produit une poussée de 100 grammes.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. L'essor des moteurs à plasma, sur le site pourlascience.fr
  2. Pierre-François Mouriaux, « Le moteur PPS-5000 équipera les satellites Neosat », dans Air & Cosmos, no 2486, 29 janvier 2016

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • André Bouchoule (GREMI, Université d'Orléans), Olivier Duchemin (SNECMA), Michel Dudeck (Université Pierre et Marie Curie, Paris), Stéphane Mazouffre (ICARE, CNRS Orléans), « La propulsion électrique pour les missions spatiales », dans La Lettre AAAF, n° 6, juin 2007

Articles connexes[modifier | modifier le code]