16 Novembre 2010

HTI (High Temperature Insert)

Tous les fluides sont caractérisés par une valeur de la température et de la pression qui définissent son point critique au-delà duquel le gaz et le liquide ne sont plus discernables. Le fluide est alors dit "supercritique".

Objectif


Les objectifs de l’insert HTI sont d’obtenir des données thermodynamiques sur l'eau (H2O) près du point critique en vue notamment de participer à la vérification de l’universalité critique.

Que se passe-t-il dans ces conditions ? Les propriétés thermodynamiques du fluide évoluent fortement : il devient aussi dense qu'un liquide et des millions de fois plus compressible qu'un gaz. Il est alors le siège de phénomènes inobservables au sol car masqués par des mouvements internes de convection très perturbateurs liés aux gradients thermiques et à la gravité terrestre. En micropesanteur, ces mouvements disparaissent et rendent les phénomènes observables.

Cette expérience a mené à l'étude de nouveaux problèmes technologiques liés à l'utilisation des hautes températures ( 600°C) et haute pression (500 Bars). La conception de l'insert a notement dû respecter les contraintes de sécurité très élevées à bord de l'ISS.



Equipe scientifique :

Dr Yves GARRABOS
CNRS - ESEME (Equipe du Supercritique pour l’Environnement, les Matériaux et l’Espace)
ICMCB – UPR9048, Université Bordeaux 1

Site web: www.icmcb-bordeaux.cnrs.fr

Interface

A bord de l’ISS HTI est inséré dans le dispositif DECLIC, lui-même installé dans un rack du JEM (Japanese Experiment Module). Le déroulement de l’expérience est supervisé par la NASA depuis le POIC au Marshall Space Flight Centre à Huntsville en Alabama, mais sa mise en œuvre est réalisée au CST par commande/contrôle depuis le CADMOS qui a la responsabilité de son exploitation.
Les équipes scientifiques ont la possibilité de suivre depuis leurs laboratoires et en temps réel l’avancement des opérations via une page web affichant les paramètres et les images de l’interface liquide/gaz.

Concept Opérationnel

 

Les opérations HTI sont très semblables à celles d' ALI:

Phase 1: le contenu de la cellule est chauffé jusqu'à atteindre une température proche de la Tc (température critique) de l'eau.

Phase 2
: après une période de stabilisation, on fait varier la température (via des trempes ou des impulsions énergétiques) de façon à se rapprocher de la Tc, voire la croiser. Les diagnostiques optiques de DECLIC sont utilisés.

Phase 3
: le contenu de la cellule est refroidi.

 

 

Matériel Utilisé

L’expérience HTI utilise DECLIC, le Dispositif pour l’Etude de la Croissance et des Liquides Critiques qui est installé dans le module japonais (KIBO) de l'ISS. La cellule à l’intérieur de l’insert ne peut pas être changée à bord de l’ISS, il est donc nécessaire de redescendre intégralement l’insert pour changer le fluide à étudier.

 

Statut de l'experience et des données

L'expérience HTI s'est déroulée d'octobre 2009 à juillet 2010. L'insert est descendu au sol avec le retour sur terre du vol ULF-5 (navette spatiale en mars 2011) et une campagne post-vol a eu lieu en mai 2011.L'insert doit ensuite subir une révision et la cellule sera rempalcée par une cellule contenant de l'eau salée. L'objectif sera d'étudier les phénomènes de précipitation du sel dans l'eau supercritique et l'expérience portera alors un nouveau nom : HTI-R. Le début des opérations en vol HTI-R est prévu mi-2012.

Les données sont archivées sur le SIPAD.

Passage de la température critique

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