16 Novembre 2010

ALICE

ALICE est l'acronyme d' Analyse des Liquides Critiques dans l'Espace.

Objectif

Etude en condition de micropesanteur du comportement hydrodynamique et thermique de différents types de fluides (fluides purs et mélanges binaires) au voisinage de leur point critique, et plus particulièrement leur changement de phase.
La micropesanteur offre en effet des conditions idéales pour étudier finement les phénomènes qui gouvernent les changements d'état sans être perturbé par des mouvements "parasites" de fluide générés par la convection naturelle.

Concept Opérationnel

Pour un volume donné et pour certaines conditions de température un fluide atteint un état d'équilibre comportant  deux phases distinctes : du liquide et du gaz.

Au point critique, correspondant à une température (et une pression) donnée, ces deux phases deviennent indiscernables : le fluide est dans un nouvel état de la matière appelé fluide critique.
Certaines constantes physiques caractérisant les fluides (diffusion thermique, compressibilité) ont alors un comportement spécifique à cet état : en particulier le fluide devient hyper compressible et extrêmement sensible aux variations de température.

L'instrument ALICE a été spécialement développé pour cette étude. Il a été mis en service lors de la mission ANTARES avec un échantillon de CO2, et a été de nouveau mis en oeuvre lors de la mission ALTAIR avec des échantillons de SF6 dans le cadre de nouveaux programmes.

Les paramètres expérimentaux, comme la température du fluide, la source de stimulation, ainsi que les modes d'observation, peuvent être sélectionnés en fonction des phénomènes à observer. La cellule contenant l’échantillon est soumise à un certain nombre de stimuli et de perturbations calibrés (trempes, impulsions de chaleur). Ces différents modes sont regroupés sous forme de séquences : 7 pour ANTARES, 8 pour ALTAÏR.

Matériel utilisé

L'instrument ALICE, installé dans le module Kristall de Mir, mesure 0,95 × 0,60 × 0,32 m pour un poids de 57 kg. Il se compose de quatre sous système :

  • un sous système thermique contenant un thermostat qui assure, avec une stabilité de 0,1mK sur une heure, la qualité de l'environnement thermique de deux cellules contenant les fluides à étudier ; plusieurs thermostats sont embarqués pour ce vol et ils sont interchangeables. Ce sous système comprend aussi le bloc électronique qui assure la régulation du thermostat et le recueil des températures mesurées,
  • un sous système optique composé :
-d'un bloc optique d'entrée qui permet d'illuminer les cellules par un faisceau laser ou une diode électroluminescente,
-d'un bloc optique de sortie équipée de deux caméras CCD pour l'acquisition des images selon divers modes : interférométrie, diffusion aux petits angles, vision directe macro et microscopique,
-d'une photodiode pour mesurer la transmission au travers du fluide,
  • un bloc électronique de gestion qui pilote l'ensemble de l'instrument,
  • une structure mécanique qui assure l'interface avec la station et l'utilisateur.

A l’instrument lui-même, sont associés un magnétoscope pour l’enregistrement des données et des ventilateurs qui assurent le refroidissement des différents boîtiers.

Voir aussi

About: