Traitements par plasmas microonde pour applications spatiales

Le projet Spaceship FR développe un habitat gonflable lunaire conçu pour accueillir deux astronautes pendant plusieurs jours. Déployé en permanence à la surface de la Lune, il est exposé à l'environnement spatial, notamment aux impacts de micrométéorites, la probabilité d'impact avec une particule de moins de 1 mm de diamètre atteignant 100 % sur un an. Ces impacts peuvent percer des trous de grand diamètre dans la structure. On peut citer, par exemple, l'impact d'une micrométéorite de 0,5 mm qui a formé un trou de 4 mm sur les panneaux solaires de Hubble. Dans l'enveloppe de l'habitat lunaire, de tels impacts peuvent être délétères pour la survie des astronautes. Pour éliminer le risque de dépressurisation, l'auto-réparation de l'enveloppe constitue une solution prometteuse. Des études préliminaires ont été réalisées dans une thèse soutenue en juillet 2026. Celle-ci a mené au dépôt d'un brevet en 2025 sur la réalisation de revêtements auto-cicatrisants basés sur le dépôt d'un revêtement composite contenant des molécules auto cicatrisantes en phase liquide. La rupture de cette couche lors d'un impact conduit à la réparation de la surface par une réaction chimique maitrisée. La thèse dans le programme BEST vise à optimiser le procédé qui consiste à traiter des gouttes liquides en vol dans un plasma pour former la couche d'intérêt. Les objectifs de cette thèse sont d'avancer sur la caractérisation du procédé par des simulations numériques pour reproduire et optimiser les conditions expérimentales des écoulements multiphasiques pulsés et par des diagnostics expérimentaux avancés en vue du développement de méthodes durables pour produire des revêtements multifonctionnels adaptés à l'exploration spatiale. La thèse consistera à développer la méthode auto-cicatrisante en couplant modélisation numérique et preuves de concept expérimentales. Le doctorant devra relever des défis interdisciplinaires tels que la préparation et la caractérisation des solutions liquides à injecter, l'étude des aérosols (nature, vitesse) selon les conditions opératoires, l'analyse de la physique des plasmas brumeux et de l'effet des gouttelettes, la compréhension des mécanismes de surface (dépôt plasma sur gouttelettes) et/ou l'optimisation des propriétés finales des revêtements. Ce travail sera mené à Montréal au département du physique de l'université de Montréal et à Toulouse dans le cadre du laboratoire commun de recherche IRVIng(s) au Laboratoire Plasma et Conversion d'Énergie (Laplace) et au Laboratoire de Chimie de Coordination (LCC) à Toulouse et interaction avec le Spaceship FR du CNES. Le Spaceship FR, intégré au réseau 'Spaceship' de l'ESA (programme ExPeRT), offre un environnement d'innovation agile pour étudier rapidement de nouveaux concepts à coûts maîtrisés. Son objectif est de fédérer industriels, astronautes et chercheurs autour de projets français combinant plusieurs domaines, notamment pour les bases spatiales et les vols habités. École doctorale : GEETS - Génie Electrique Electronique,Télécommunications et Santé : du système au nanosystème Direction : Richard CLERGEREAUX Financement : MSCA COFUND BEST