Base de connaissances

Polytechnique Montréal, École de technologie supérieure (ÉTS), Université Laval, Agence spatiale canadienne (ASC), ArianeGroup, NanoXplore, Mekanic, Dyze Design (en cours depuis début 2018).

OBJECTIFS VISÉS

Réduire le poids total du rover tout en conservant ses excellentes propriétés mécaniques, et ce en utilisant des procédés de fabrication hybrides.
Diminuer les pertes de chaleur de la structure du rover pour empêcher que l’électronique interne n’atteigne des températures froides destructrices pendant les nuits lunaires.

LE CONTEXTE

L’objectif principal de notre projet est de concevoir et de fabriquer un rover lunaire léger dans le cadre d’une collaboration entre des chercheurs universitaires de Polytechnique Montréal, de l’École de Technologie Supérieure (ÉTS), de l’Université Laval et de l’Agence spatiale canadienne (ASC) ainsi que de quatre partenaires industriels (ArianeGroup, NanoXplore, Mekanic et Dyze Design). Pour y parvenir, l’équipe travaille sur différents projets tels que la conception de matériaux, la fabrication additive (FA), la mise au point d’un dispositif numérique permettant de prévoir le comportement mécanique et thermique des structures, le soudage par induction pour fixer les différentes parties du rover lunaire ainsi que l’assemblage de ses différents composants. Nous nous concentrons sur le volet du projet portant sur la fabrication additive. Il s’agit d’imprimer des panneaux sandwich présentant différentes concentrations de cellules sur des surfaces planes et non planes de manière à conserver les propriétés mécaniques du rover tout en réduisant son poids total.

LE DÉFI

Les conditions difficiles qui règnent sur la lune, notamment des variations de température pouvant aller de 100 °C et plus pendant la journée à moins de -150 °C pendant la nuit, qui dure 14 jours, imposent de recourir à des systèmes pouvant tolérer cette fourchette de températures et ce, tout en continuant de fonctionner adéquatement. Le corps du rover doit être suffisamment robuste pour supporter le poids des composants qui doivent être fixés à l’appareil ou transportés par celui-ci au cours de sa mission sur la lune et pour résister à la poussière corrosive et aux roches acérées. L’une des solutions pour améliorer les propriétés mécaniques de la structure du rover consiste à augmenter l’épaisseur de la structure du corps ou à la construire avec des matériaux plus résistants. Les approches classiques d’amélioration des propriétés mécaniques du corps du rover se traduisent par une augmentation de sa masse, ce qui le rend plus lourd et plus énergivore. Les composites avancés présentent des performances mécaniques élevées, et l’utilisation des techniques de FA nous permet de réduire encore plus le poids du rover en diminuant la quantité de matériau aux endroits où les forces appliquées sont plus faibles. Cependant, l’impression des polymères et composites avancés pose toujours problème, principalement en raison de leur point de fusion élevé.

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