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Colloque
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Olivier Duchesne : Polytechnique Montréal
auteur à contacter: olivier.duchesne@polymtl.ca
L’exploration spatiale nécessite des structures légères et rigides afin de minimiser la quantité de carburant requise aux lancements. Les panneaux sandwich, des structures composées de deux peaux collées de chaque côté d’une âme, sont couramment utilisés puisqu’ils présentent une rigidité en flexion élevée pour une faible masse. Les panneaux sandwich en composites pour applications spatiales possèdent généralement une âme en configuration de nid d’abeille. Toutefois, la fabrication additive utilisant le dépôt de fil en fusion permet d’élargir les possibilités géométriques et la communauté scientifique manque de méthodes d’optimisation de matériaux cellulaires 2D. Ici, nous développons cette nouvelle approche d’optimisation cellulaire basée sur les éléments finis afin de créer des structures d’envergure plus légères et plus rigides.
Itérativement, les cellules en nid d’abeille d’un panneau sandwich sont redistribuées numériquement et un modèle par éléments finis évalue la rigidité des configurations cellulaires. Ces panneaux sandwich sont imprimés et sont testés expérimentalement. La rigidité et la charge ultime sont augmentées tel que prédit par éléments finis. Cette méthode d’optimisation sera donc utilisée sur le châssis d’un rover afin qu’il résiste mieux au lancement et pourra être adaptée à d’autres pièces dont la rigidité et la masse seront critiques.
Le Canada s’est joint au retour de l’humanité sur la Lune, cette fois pour y rester, grâce au programme d’accélération de l’exploration lunaire (PAEL) de l’Agence spatiale canadienne (ASC). Le gouvernement du Canada a annoncé le PAEL, en 2019, dans le cadre d’une nouvelle Stratégie spatiale nationale pour « positionner le secteur spatial commercial du Canada afin de contribuer à la croissance de l’économie et à la création d’emplois d’avenir ».
Notre voisin céleste le plus proche, la Lune, offre un site réalisable pour établir les fondations de la première base humaine dans l’espace. Cela peut également faire progresser nos connaissances et favoriser de nouvelles découvertes scientifiques sur la formation de la Terre, de sa lune et au-delà. En outre, une base pourrait stimuler une économie extraterrestre florissante en créant une exploitation minière spatiale pour d’éventuels gisements de métaux de terres rares et de minéraux critiques afin d’atteindre les objectifs d’émissions nettes de gaz à effet de serre sur Terre.
Pour assurer une migration réussie à des échelles allant au-delà des missions traditionnelles de reconnaissance et d’exploration, nous devons relever une multitude de défis à plusieurs niveaux. L’éventail de ces défis va de la réduction des coûts de transport, de la récolte d’énergie in situ, de la rareté des ressources matérielles pour la construction durable, aux effets de la faible gravité et des conditions spatiales difficiles sur le corps et l’esprit humains ainsi que sur la production alimentaire. L’adoption d’une stratégie holistique durable dans l’utilisation des ressources, la production alimentaire et le logement pourrait atténuer certains de ces défis.
Le colloque « Contribution du Canada et d’ailleurs à l’exploration spatiale » vise à présenter des activités scientifiques et technologiques pour surmonter ces défis.
Thème du congrès 2023 (90e édition) :
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Date :
9 mai 2023
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