Propriétés diélectriques de polymères haute performance pour des applications lunaires

Résumé

Pour atteindre de nouveaux horizons, plusieurs équipes de par le monde cherchent à améliorer les engins d’exploration spatiale. Au Québec, le groupe CREPEC Vision se consacre au développement d’un prototype de rover lunaire doté d’un châssis en composite de polymères thermoplastiques. Ce choix de matériaux permettrait de fabriquer le châssis par impression 3D, en plus d’ouvrir la porte aux réparations en cours de mission. Cependant, les polymères ne dispersent pas aussi bien les charges présentes dans l’environnement lunaire que l’aluminium employé actuellement. Les radiations présentes dans l’environnement lunaire induisent des charges qui peuvent déclencher des décharges électrostatiques dommageables pour l’électronique fragile. Il faut donc découvrir un moyen d’augmenter la protection offerte par les polymères haute performance que l’équipe compte utiliser, soit le PEEK et le PEI. L’objectif de ce mémoire consiste précisément à trouver le meilleur additif pour augmenter la conductivité de ces polymères au-dessus du seuil de 10-11 S·m-1 et ainsi faire en sorte que les charges seront dissipées. Pour y arriver, des échantillons composés d’un des deux polymères avec un des trois additifs (noir de carbone, graphène ou fibres de carbone) sont fabriqués à différentes concentrations à l’aide d’une micro-extrudeuse. Puis, les propriétés diélectriques sont mesurées à l’aide de la spectroscopie diélectrique à large bande à des températures allant de 25 °C à 200 °C, de façon à englober les températures diurnes de l’environnement lunaire qui peuvent atteindre 120 °C. Tant pour le PEEK que pour le PEI, l’analyse des résultats montre que le meilleur additif, parmi les trois testés, est le noir de carbone. De fait, c’est celui qui génère le seuil de percolation le plus bas (12 % massique), en plus de procurer la plus grande conductivité (plus de 10-8 S·m-1) aux polymères haute performance.

Date	12 avr. 2021
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Éric David (Directeur(-trice))