Soutenance de thèse au coeur des écoulements hypersoniques : une avancée pour les rentrées atmosphériques

Le jeudi 5 décembre, le capitaine Guillaume, du Centre de recherche de l’École de l’air (CREA), a soutenu sa thèse. Elle s’intitule “Modélisation et simulation de l’interaction entre un écoulement hypersonique et une paroi ablatable : application à la rentrée atmosphérique”.

L’origine de ce sujet provient de l’émergence du domaine hypersonique (plus de 6 000 km/h, soit Mach 5) dans les années 1950, avec les premiers missiles balistiques des États-Unis, de l’URSS et de l’Europe. À cette époque, protéger ces engins contre la chaleur extrême générée par ces vitesses reposait sur des essais complexes : jets de plasma, souffleries ou tests en vol. Des dizaines d’années plus tard, des matériaux ablatifs, faits de carbone, ont fait leur apparition. Puisqu’ils se dégradent sous la chaleur, ils permettent de dissiper l’énergie et de mieux protéger les engins.

Cependant, de nouveaux défis subsistent : comprendre comment la chaleur les décompose (la pyrolyse), comment les gaz qu’ils libèrent modifient l’air autour d’eux et comment ces phénomènes chimiques interagissent.

C’est là que cette thèse intervient en proposant une méthode pour simuler ces interactions de façon précise en combinant deux outils informatiques créés à l’ONERA : CHARME, qui modélise les flux d’air, et MoDeTheC, qui analyse la dégradation des matériaux. Grâce à l’échange des données en temps réel, ces logiciels permettent de mieux comprendre les comportements des matériaux en conditions extrêmes.

Cette méthode a été validée sur des cas concrets, comme la sonde spatiale RAMC-I de la NASA, et pourra servir à développer des protections encore plus performantes pour les engins hypersoniques et spatiaux.

© L. Puybonnieux / armée de l’Air et de l’Espace