[Projet] propulseur à induction magnétique pulsé

[Giansolo]

Bonjour à toutes et à tous,

Je suis à la recherche d'une personne qui pourrait expertiser un projet de propulseur à induction magnétique pulsé (si la dénomination est la bonne).

Autant le préciser tout de suite, je n'ai aucune connaissance dans la physique des plasmas (mon domaine étant plutôt la modélisation informatique) et c'est pour cette raison que je souhaiterais avoir l'avis d'une personne maitrisant le sujet. Pas de oui, non, peut-être ou pas. Ce qui m'intéresse sont les réponses argumentées.

L'idée serait dans un premier temps d'étudier la faisabilité du projet avant de s'orienter vers une modélisation informatique et idéalement vers la conception d'un petit prototype. Je ne me fais pas trop d'illusion sur la réponse, même si le domaine est récent, car j'imagine que sinon ça existerais déjà (malgré la puissance des lobbys que nous connaissons) :-)

Toutefois ce projet représente deux choses pour moi: une initiation à la physique par la modélisation de plasmas (systèmes particulaires, équations de Navier-Stokes), et d'autre part une projet qui me tient à cœur.

J'ai quelques articles et références sous le coude qui peuvent être utile.

N'hésitez pas à me contacter par mp / mail si vous sentez que vous avez un peu de temps à accorder au projet.

Merci!

Gian

[cesar]

L'idée serait dans un premier temps d'étudier la faisabilité du projet avant de s'orienter vers une modélisation informatique et idéalement vers la conception d'un petit prototype. Je ne me fais pas trop d'illusion sur la réponse, même si le domaine est récent, car j'imagine que sinon ça existerais déjà (malgré la puissance des lobbys que nous connaissons)
Gian

le concept n'est pas si jeune que cela.
lisez feyman : il a abordé succintement le probleme dans un de ces livres (celui sur les astuces de feyman). Sa demo est simplette, mais elle montre que c'est pas demain la veille que cela marchera... En fait, le probleme, c'est la quantité d'énergie electrique à mettre en oeuvre.... mais rien n'empeche que l'on fasse une étude sur le sujet...

[Dominique Lefebvre]

le concept n'est pas si jeune que cela.
lisez feyman : il a abordé succintement le probleme dans un de ces livres (celui sur les astuces de feyman). Sa demo est simplette, mais elle montre que c'est pas demain la veille que cela marchera... En fait, le probleme, c'est la quantité d'énergie electrique à mettre en oeuvre.... mais rien n'empeche que l'on fasse une étude sur le sujet...

Bonsoir,
C'est curieux, j'ai lu il y a un moment les 4 cours de Feynman qui sont repris dans les "Astuces" mais je n'ai pas souvenir qu'il aborde le sujet! Il parle de la propulsion ionique et photonique des fusées mais point d'induction magnétique pulsée, à moins que ma mémoire ne me trahisse! Dès que j'ai un moment, je regarde dans ma bibliothèque (j'ai sans doute ce bouquin...)

[cesar]

ta memoire est bonne : c'est bien à la propulsion ionique qu'il étudie. Mais essayes de transposer ce qu'il dit en MHD. bref essaye trouver les ordres de grandeurs.
Si non, j'ai en pdf un extrait ( d'une vngtaine de pages) sur la MHD suivant Sakharov... plutot interessant, qui va aussi dans le meme sens que feyman avec sa propulsion ionique...

[Dominique Lefebvre]

ta memoire est bonne : c'est bien à la propulsion ionique qu'il étudie. Mais essayes de transposer ce qu'il dit en MHD. bref essaye trouver les ordres de grandeurs.
Si non, j'ai en pdf un extrait ( d'une vngtaine de pages) sur la MHD suivant Sakharov... plutot interessant, qui va aussi dans le meme sens que feyman avec sa propulsion ionique...

Je connais un peu la MHD (magnétohydrodynamique par nos camarades) mais je doute fort qu'il s'agisse de MHD dans le cas présent... Ce que j'ai pu lire de l'induction magnétique pulsée est assez loin de la MHD, même appliquée à la propulsion.
De plus, on ne peut pas vraiment comparer sur le plan physique la propulsion ionique et la MHD...
Enfin, pour tout te dire, je suis perplexe devant le sujet du message de giansolo et j'aimerais qu'il nous en dise plus. Les phrases du genre "malgré la puissance des lobbys que nous connaissons" me refroidissent généralement...

Autre chose me gêne un peu : attendre une initiation à la physique à travers la modélisation d'un flux de plasma par les équations de Navier-Stokes est tout à fait irréaliste! Elles comptent parmi les équations les plus complexes de la physique!

Enfin bref, cela me semble étrange )

[Giansolo]

Tout d'abord merci à tous pour votre réactivité et vos éclairages.

Concernant la quantité d'énergie à mettre en œuvre, je me doute qu'il s'agisse d'une quantité importante, plus en tout cas que ce doit aujourd'hui contenir une batterie de voiture électrique. Je précise: je n'ai aucune damn idée des ordres de grandeurs. Si je savais tout ca il est évident que je ne serais pas ici :marteau:.

Il s'agit de mettre en phase un plasma avec un ensemble de bobines . Encore une fois je ne sais pas si me m'exprime correctement sur le sujet. Dommage que je ne puisse pas copier coller un petit PDF ici. Il faut que je regarde si j'arrive à retrouver le lien.

Toutefois je peux éclairer tes propos de Dominique Lefebvre : "attendre une initiation à la physique à travers la modélisation d'un flux de plasma par les équations de Navier-Stokes est tout à fait irréaliste! Elles comptent parmi les équations les plus complexes de la physique!". Je n'ai pas dit que je voulais me lancer dans le projet tête baissée et foncer dans le mur. Le but est de prendre son temps pour bien étudier la question, et éventuellement, que je puisse commencer à comprendre comment fonctionne l'ensemble des paramètres (dont les Eqs. De Navier Stokes fournissent une solution). Je pense cependant qu'il existe des choses plus simples pour commencer dans un premier temps, non? il est évident que si je commence directement à essayer de modéliser la solution au plus proche du réel, je suis pas sortit de l'auberge (ni même rentré d'ailleurs...).
D'autant plus que je ne pense pas être prêt à me lancer tout seul dans l'aventure... je ne suis qu'un rouage.

Gian

[Dominique Lefebvre]

T
Il s'agit de mettre en phase un plasma avec un ensemble de bobines . Encore une fois je ne sais pas si me m'exprime correctement sur le sujet. Dommage que je ne puisse pas copier coller un petit PDF ici. Il faut que je regarde si j'arrive à retrouver le lien.

Bonsoir,
Peux-tu me transmettre le PDF en question à l'adresse e-mail qui figure dans mon profil?
Peux-tu aussi nous préciser ton niveau en physique, en math et en analyse numérique, les trois domaines touchés par le problème popsé?

Merci

[Dominique Lefebvre]

Bonsoir,

Grace à la plaquette, trop succint pour établir le moindre modèle - 1 page!, que m'a envoyé giansolo, j'ai pu enfin comprendre de quoi il s'agissait....
Le titre est trompeur (sans doute traduit rapidement). IL s'agit d'une technologie de propulsion connue depuis longtemps (1980 environ) sous le nom de VASIMR). C'est bien un propulseur à plasma qui fonctionne très schématiquement sur le principe suivant:
- on créé un plasma par chauffage et ionisation d'un gaz neutre (de l'hélium le plus souvent) dans un champ RF hélicoïdal;
- ce plasma chaud est surchauffé dans une enceinte de confinement, qui génére alors un champ électrique induit, lequel accélère les ions du plasma
- enfin, un mécanisme de tuyère magnétique module et dirige le jet de plasma.

On retrouve les trois concepts du titre, dans le désordre: le plasma, l'induction (le moyen de chauffage et la présence d'un champ électrique induit) et le pulse, en fait l'effet de modulation de la tuyère magnétique.
Pour ceux que cela intéresse, une recherche sur les mots VASIMR, propulsion, plasma en apprendra beaucoup plus...

[Giansolo]

Oui, merci beaucoup, c'est plus explicite.

Une page wikipedia y fait spécifiquement référence:
http://fr.wikipedia.org/wiki/VASIMR

La page ou on trouve le PDF (lien [5]):
http://fr.wikipedia.org/wiki/Acc%C3%A9l%C3%A9rateur_MHD

La question logique suivante qui me vient à l'esprit:
Quelle(s) application(s) comme moyen de transport sur route?
L'énergie requise pour déplacer un véhicule d'1 tonne est-elle disponible pour une poids acceptable?

Avec plus de données et ton éclaircissement, est-il possible de réaliser (même à un degré de modélisation très inférieur à ce qui se fait du côté des Etats-Unis) une modélisation "approchée" des différents ensembles du propulseur?

J'ai du mal à cibler les variables > L'éjection du plasma est-il dépendant de la température (j'imagine que oui étant donné que la chaleur est énergie?)

Merci!

Gian

[cesar]

:briques: il y a peu être un truc à faire, mais c'est plutot de la SF que de la physique....
si on realise un jet de plasma à vitesse relativement rapide (quelques milliers de KM/s...), on peut éventuellement s'en servir pour fabriquer de l'energie.
Je m'explique : la terre ressemble à une grosse pile electrique. L'un des poles est le sol sur lequel nous marchons, l'autre c'est une couche electrisée de l'atmosphere loin au dessus de nos tetes. Son existence a été prouvé lorsqu'on a pu photographier des éclairs d'orages la frappant...
pour qu'une pile marche, tout le monde le sait, il suffit de relier les bornes de la pile à l'aide d'un fil conducteur. évidement, on va pas faire une tour en dur pour monter jusqu'à la couche electrisée, ce serait impossible. Mais on peut relier les deux poles avec un jet de plasma, qui lui aussi est conducteur.....
bref, on capterait l'energie des orages, et vue la taille de ce panneau solaire là, une seule centrale suffirait pour tout le pays....

je sais, je sors.... :marteau:
mais vous avourez que l'idée est séduisante....pour la fin de ce siécle...ou du prochain....

[Dominique Lefebvre]

Oui, merci beaucoup, c'est plus explicite.

Une page wikipedia y fait spécifiquement référence:
[url="http://fr.wikipedia.org/wiki/VASIMR"]http://fr.wikipedia.org/wiki/VASIMR[/url]

La page ou on trouve le PDF (lien [5]):
[url="http://fr.wikipedia.org/wiki/Acc%C3%A9l%C3%A9rateur_MHD"]http://fr.wikipedia.org/wiki/Acc%C3%A9l%C3%A9rateur_MHD[/url]

La question logique suivante qui me vient à l'esprit:
Quelle(s) application(s) comme moyen de transport sur route?
L'énergie requise pour déplacer un véhicule d'1 tonne est-elle disponible pour une poids acceptable?

Bonjour,
Avant de poser cette question, je t'invite à réfléchir sur deux observations:
- le principe de ce propulseur est appliqué à la propulsion spatiale: pourquoi? Au delà bien sur de l'aspect anaérobie de ce mode de propulsion. Je t'invite en particulier à t'interroger sur la poussée d'un tel propulseur.
- Puis mets en perspective les contraintes du transport terrestre, en particulier les différences forces de frottement statiques et dynamiques (frottement de roulement, aérodynamique, etc)

Avec plus de données et ton éclaircissement, est-il possible de réaliser (même à un degré de modélisation très inférieur à ce qui se fait du côté des Etats-Unis) une modélisation "approchée" des différents ensembles du propulseur?

Il faudrait d'abord construire un modèle simple du propulseur... Je crois qu'il sera indispensable de décomposer le modèle en 3 composants: ionisation, accélération, tuyère. Le premier doit être relativement facile (attention toutefois, quand je dis relativement, c'est vu d'un physicien numéricien professionnel..). Les deux autres sont de toute manière complexes à cause des géométries de champs! Et modéliser des solutions de Navier-Stokes sur un plasma n'est jamais simple!

J'ai du mal à cibler les variables > L'éjection du plasma est-il dépendant de la température (j'imagine que oui étant donné que la chaleur est énergie?)

Oui, mais je ne comprends pas le rapport avec l'assertion "chaleur est énergie" : que veux-tu dire par là?

[Giansolo]

rebonjour,

"- le principe de ce propulseur est appliqué à la propulsion spatiale: pourquoi? Au delà bien sur de l'aspect anaérobie de ce mode de propulsion. Je t'invite en particulier à t'interroger sur la poussée d'un tel propulseur."
- Puis mets en perspective les contraintes du transport terrestre, en particulier les différences forces de frottement statiques et dynamiques (frottement de roulement, aérodynamique, etc)"

Eh bien, je pense que les différentes forces qui s'appliquent sur terre sont plus importantes, comme tu le suggère ?
Je pense aux frottements, à la gravité.... ce qui facilite la propulsion, ce qui voudrait dire qu'il s'agit d'un propulseur développant une poussée "faible" (avec une grande vitesse d'éjection?) sur une longue période ?

Quelque chose dans ce gout la?

Existe-til des papiers traitant de la modélisation de la ionisation ? J'ai regardé google, et rien trouvé en vue....

[Dominique Lefebvre]

Eh bien, je pense que les différentes forces qui s'appliquent sur terre sont plus importantes, comme tu le suggère ?
Je pense aux frottements, à la gravité.... ce qui facilite la propulsion, ce qui voudrait dire qu'il s'agit d'un propulseur développant une poussée "faible" (avec une grande vitesse d'éjection?) sur une longue période ?

Quelque chose dans ce gout la?

Les propulseurs ioniques actuels ont pour caractéristique d'avoir une poussée faible mais une accélération constante sur une longue période avec peu de carburant. Ils sont donc adaptés aux missions d'exploration spatiale où le temps n'est pas un critère primordial. Ils permettent aux sondes d'atteindre des vitesses considérables (aidés en cela par une bonne exploitation des effets de fronde gravitationnelle) avec une accélaration faible mais constante. Et comme les frottements sont ridiculement faibles, tout va bien!

En transport terrestre, il en irait tout autrement: la faible poussée ne permettrait de vaincre ni les frottements de roulement, ni les frottements aérodynamique.
Ceci dit, on peut toujours espérer un saut technologique...

Existe-til des papiers traitant de la modélisation de la ionisation ? J'ai regardé google, et rien trouvé en vue....

Ta question est beaucoup trop large! Si tu veux trouver quelque chose, il faut que tu précises de quelle ionisation tu veux parler et dans quelles conditions. Enfin, fais ta recherche en anglais. Quasiment tous les papiers publiés sur le sujet le sont en anglais.