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Pulse tube

Tubes à gaz pulsé

Cette technologie multiplie les atouts pour les applications spatiales

La technologie des tubes à gaz pulsé multiplie les atouts pour les applications spatiales : observation de la Terre, météorologie, etc. Comme leur mécanisme ne comporte aucune pièce mobile dans leur partie froide, les pulse tubes sont extrêmement fiables, présentant une durée de vie allongée, sans générer de vibrations et pour un coût réduit.

Ces refroidisseurs produisent du froid entre 10 et 200 K. L'astuce de la technologie Pulse Tube Cryocooler repose sur la résonance d'une onde thermo acoustique dans le doigt froid. Cette résonance assure la production du froid en un point bien précis du système. Concrètement, le système est constitué d’un oscillateur de pression équilibré et d’un doigt froid à tube pulsé coaxial.

Chiffres clés

36 000 km

d’altitude pour les satellites

100 milliNewtons

de vibrations produites

10 à 200 K

de température au bout froid

+ de
20 ans

de durée de vie sans maintenance

Les performances des tubes à gaz pulsé

  • MPTC Miniature Pulse Tube Cooler ǀ Masse 3.8kg | Puissance froide 2W à 80K, 4.5W à 120K | Puissance électrique 50W
  • LPTC Large Pulse Tube Cooler ǀ Masse 7.3kg | Puissance froide 3W à 50K | 5.5W à 70K, Puissance électrique 160W
  • HiPTC Heat Intercepted Pulse Tube Cooler ǀ Masse 18kg | Puissance froide 400mW à 15K | 3.5W à 90K, Puissance électrique 300W

Quelques bénéfices-clés

  • Une facilité d’intégration ǀ le niveau de vibration réduit et la robustesse du doigt froid facilitent l'intégration du système au plus proche de l'application à refroidir
  • Une fiabilité accrue et une durée de vie allongée ǀ cet équipement exploite en effet un doigt froid complètement passif et les pistons du compresseurs sont supportés par des paliers flexibles supprimant tout contact avec les chemises
  • Un coût réduit ǀ la simplicité du doigt froid, l’absence de pièces mobiles et de motorisation réduisent la complexité de l’électronique de pilotage et contribuent à diminuer l’impact système et donc les coûts
  • Un niveau de vibrations compatible avec les applications spatiales ǀ le niveau de vibrations remarquablement bas (quelques mN) rend compatible ces machines avec les très strictes spécifications des détecteurs optiques
  • Une réponse à des normes exigeantes ǀ les standards spatiaux ECSS ESA

De solides références

  • Air Liquide a été choisi par Thales Aliena Space pour fournir des solutions intégrées autour de 50-60K aux Cool Focal Plane Arrays dans le cadre du programme Meteosat Third Generation (MTG).
  • Le refroidisseur Air Liquide LPTC a également été sélectionné par Thales Aliena Space pour l'un de ses programmes.
  • Airbus Defense and Space et le CNES ont choisi le tube à gaz pulsé d'Air Liquide advanced Technologies pour gérer le refroidissement de la nouvelle génération d'Interféromètre atmosphérique de sondage dans l'infrarouge (IASI-NG).

 

Le compresseur, composant d la solution de refroidissement d'Air Liquide, est fourni par Thales Cryogenics B.V. Le LPTC est développé par Air Liquide sous une licence CEA.