Unité Mixte de Recherche 5278


Hydrazines, et Composés Energétiques Polyazotés (LHCEP)

Chimie

Adresse :
Bâtiment Berthollet 3e étage
22 Avenue Gaston Berger
69622 Villeurbanne Cedex
Tél :
33 (0)4 72 44 84 00
Fax :
33 (0)4 72 43 12 91
Sur Internet :
http://hydrazines.univ-lyon1.fr/
Rattachement(s) :
Faculté des Sciences et Technologies

Tutelle :

CNRS, UCBL, CNES, HERAKLES-SAFRAN

Organisation


Axe(s) de recherche

Le laboratoire Hydrazines et Composés Energétiques Polyazotés (UCBL/CNRS/CNES/HERAKLES – GROUPE SAFRAN)  a acquis, depuis de nombreuses années, une expertise internationale reconnue (NASA, Defense US Energy Center Support / DESC, etc…) dans le domaine de la chimie fondamentale des interactions N-N, ce qui inclut les hydrazines, ses précurseurs et ses dérivés polyazotés pour la propulsion spatiale et la chimie fine.
En particulier, le laboratoire est à l'origine de la conception totale de plusieurs prototypes pilotes industriels, notamment à la Société Européenne de Propulsion (SNECMA), et d'unités de production qui ont alimenté pendant 20 ans les 3 premiers étages de la fusée Ariane I à IV, puis Ariane V version ES. Le laboratoire a également conçu,  par extension, des unités de production avec des groupes pharmaceutiques.

Compte tenu de son expérience reconnue dans le domaine de la chimie des hydrazines spatiales, l’unité a élargi et intensifié ses recherches vers des systèmes supérieurs (N-N)n (n = 2,3,..,i) à fort potentiel énergétique HEM et HEDM (High Energy Density Materials). Il s’agit, en particulier, de l’élaboration de structures complexes polyazotées, voire strictement azotées. L’émergence de cette nouvelle thématique est l’une des priorités du CNES (Direction des Lanceurs et des Satellites) et d’HERAKLES-SAFRAN, qui collaborent depuis plusieurs années dans le domaine des ergols du futur, en particulier sur les performances de ces nouvelles molécules énergétiques. Cette évolution devrait permettre un gain de plus de 50% en impulsion spécifique, ce qui représente un gap en rupture avec les technologies actuelles, tant du point de vue de l’ergol que de la conception du moteur, à l’horizon 2020-2035. L’unité a ainsi développé des compétences transversales et pluridisciplinaires en synthèse (design de molécules à partir de la chimie quantique), thermodynamique (équilibre entre phases, stabilité, sensibilité, détonabilité, calculs prédictifs) et génie des procédés (extraction, transfert industriel, sécurité). Un pôle pyrotechnique s’est ainsi mis en place et l’unité dispose de tous les outils spécifiques, certifiés, de caractérisation de la sensibilité (tests de friction, impact, décharge électrostatique) en vue du calcul des performances propulsives (impulsion spécifique, enthalpie de combustion, de formation). Un réseau d’experts a été constitué en vue d’étudier ces nouvelles structures inédites au niveau toxicité et écotoxicité dans le cadre d’une collaboration étroite avec l’ISPB (Institut des Sciences Pharmaceutiques et Biologiques). L’un des objectifs immédiats est de remplacer les hydrazines toxiques et sans alternative depuis 60 ans.

Thématiques

  • Système propulsif à réaction à partir d’hydrazines et de composés énergétiques polyazotés type HEM et HEDM (High Energy Density Materials) pour la propulsion spatiale.  Etude du comportement pyrotechnique et thermique.  Prédictions des performances  propulsives et thermodynamiques à partir de calculs de la chimie quantique.
  • Thermodynamique des systèmes polyphasés, équilibres entre phases, modélisation, traitement des milieux complexes, extraction, purification. Unités pilotes, opérations unitaires, flow-sheet, technologie des milli-réacteurs multi- injection, dimensionnement, transfert industriel.

Domaines d’applications

Elaboration de structures complexes polyazotées de type  HEDM (High Energy Density Materials) pour la propulsion spatiale du futur (lanceurs, satellites).
  • Industrie spatiale
  • lanceurs et satellites
  • défense et chimie fine.