Un moteur propulsé à l'iode pour l'envoi des satellites mis au point en France...

Lorsque nous l'avions rencontrée à l'automne 2019, la fondatrice de ThrustMe, Ane Aanesland, était formelle : elle pouvait diviser par deux le prix d'un propulseur pour nanosatellite, tout en le rendant plus durable et écolo. Sa solution ? Un moteur électrique qui propulse l'engin miniature non pas avec du gaz xénon, rare, cher et compliqué à stocker, mais avec de l'iode, un ergol (le « carburant ») bon marché qui peut se stocker sous forme solide dans le satellite. Son rêve s'est réalisé le 6 novembre 2020, avec la mise en orbite du prototype depuis la base chinoise de Taiyuan.
La pandémie mondiale de Covid-19 leur a mis quelques bâtons dans les réacteurs, mais le nanosatellite s'est bien envolé comme prévu. « Nous avons dû développer, tester et livrer notre moteur pendant la période où les voyages étaient limités », explique la Norvégienne installée en France, sur le site du Centre national de la recherche scientifique (CNRS).
Notre portrait Ane Aanesland : des aurores boréales à la physique des plasmas
Une « solution élégante »
Issu de recherches menées au CNRS et à l'École polytechnique, le moteur inventé par ThrustMe est révolutionnaire. La propulsion chimique des satellites, ancien système consistant à embarquer puis à éjecter de la matière à haute pression pour générer un déplacement, a peu à peu laissé place, ces dernières années, à des systèmes hybrides, combinant ergol et électricité. Cette dernière étant fournie par les panneaux solaires, le poids au lancement est fortement réduit.Les quelques nanosatellites actuels dotés d'une propulsion électrique utilisent en majorité un gaz rare, le xénon, transformé en plasma grâce à un champ électrique. Mais cet ergol présente trois inconvénients majeurs : il nécessite un réservoir à haute pression, il est extrêmement cher et le système rejette un flux d'ions qui doivent être neutralisés (au sens électrique) par une cathode, sans laquelle le satellite se charge négativement et attire les ions qu'il expulse. « Cela peut créer de petits éclairs destructeurs pour le satellite », nous expliquait en 2019 Thomas Liénart, chef du service de propulsion spatiale au Centre national d'études spatiales (Cnes). Mais Ane Aanesland et Dmytro Rafalskyi, les deux fondateurs de ThrustMe, ont trouvé une « solution vraiment élégante : en appliquant une différence de potentiel électrique non pas fixe, mais variable entre les deux grilles [d'expulsion du plasma, NDLR], le moteur libère alternativement des ions et des électrons, ce qui neutralise le flux de plasma », poursuit Thomas Liénart.
Un marché prometteur
Pour son système qui combine l'iode avec l'électricité, Ane Aanesland a reçu la médaille de l'innovation du CNRS en 2019. Durable et bon marché, il peut permettre de démocratiser la propulsion pour les petits engins. « L'innovation de ThrustMe tient en deux axes : d'une part, l'utilisation de l'iode solide, plus dense que le xénon et qui ne nécessite pas de réservoir à haute pression, et, d'autre part, la suppression de la cathode, élément fragile et coûteux », résume Thomas Liénart.
Le marché des nanosatellites est en très forte progression, avec les nombreux projets de constellations comme Starlink, de SpaceX, ou OneWeb, qui comportent chacune plusieurs milliers d'engins. Trop petits pour être équipés de moteurs chimiques « à l'ancienne », lourds et chers, leur propulsion n'en est pas moins un enjeu majeur : sans elle, ils sont condamnés à sortir de leur orbite et à se consumer dans l'atmosphère. « Le marché pour la propulsion spatiale est aujourd'hui à 40 % en Chine, suivie par les États-Unis et, en plus faible proportion, l'Europe », explique Ane Aanesland pour justifier le recours au lanceur chinois de SpaceTy. ThrustMe a aussi signé en septembre 2020 un contrat avec l'Agence spatiale européenne (ESA), grâce au soutien de la France et de la Commission européenne, pour le développement de nouveaux systèmes de propulsion.

Selon Le Point