Ces technologies sont utiles aux fusées, mais le sont aussi dans bien d’autres secteurs. Dans cet échange de questions et de réponses, les experts MTS discutent des liquides cryogéniques et des essais de matériaux en environnements cryogéniques.
Q : Pourquoi les scientifiques et les experts spécialistes des matériaux s’intéressent-ils à la cryogénie ?
R : Notre intérêt croissant pour les voyages spatiaux et les modes de transport terrestre utilisant de nouvelles énergies crée une demande pour des matériaux qui peuvent résister à des conditions cryogéniques. Pour fonctionner, les systèmes de carburant des fusées et des engins spatiaux, tout comme les aimants supraconducteurs des trains à sustentation magnétique, ont besoin d’un refroidissement cryogénique rendu possible par des gaz liquéfiés. Ces liquides cryogéniques sont créés et conservés sous forme liquide à des températures extrêmement basses : de -150° C à -273° C, ou sous 120 degrés kelvin.
Q : Pouvez-vous nous donner quelques exemples de liquides cryogéniques et de leurs utilisations ?
R : L’azote liquide, l’hélium liquide, l’hydrogène liquide et l’oxygène liquide sont souvent utilisés pour des applications cryogéniques. Ces liquides cryogéniques sont essentiels dans des secteurs très variés : agriculture, médecine, transport et exploration spatiale. Ils sont utilisés pour garder au frais de grandes quantités de nourriture, conserver des produits emballés, refroidir les aimants des machines IRM, produire un refroidissement régénératif dans des moteurs de fusées et même faire fonctionner des accélérateurs de particules tels que le Grand collisionneur de hadrons. En effet, ces liquides permettent de maintenir leurs aimants supraconducteurs à la bonne température.
Q : La cryogénie sert-elle à autre chose qu’au refroidissement ?
R : Tout à fait. La cryogénie est également utilisée pour transporter et stocker des gaz de manière compacte et efficace. Par exemple, l’hydrogène est utilisé en tant que carburant pour des fusées ainsi que pour alimenter les piles à combustible de certains véhicules électriques (FCEV). Cependant, transporter de grandes quantités d’hydrogène demande beaucoup d’efforts et de moyens. En effet, il doit être mis sous pression afin d’être livré à l’état de gaz comprimé. Transformer l’hydrogène à l’état gazeux en hydrogène liquide est une manière de réduire son volume et de faciliter son transport et son stockage.
Q : Pourquoi cet intérêt croissant pour les essais de matériaux à des températures cryogéniques ?
R :Les matériaux réagissent différemment à des températures très basses. Dans certains cas ils peuvent être davantage fragilisés par une exposition à l’hydrogène. Il est primordial de mener des essais afin de s’assurer que les matériaux en contact avec les liquides cryogéniques pendant le stockage, le transport ou lors de l’application finale peuvent être utilisés en toute confiance.
Q : Quelles solutions d’essais en environnements cryogéniques propose MTS ?
R : MTS fournit des solutions permettant d’évaluer le comportement des matériaux en conditions cryogéniques sous pression atmosphérique. La solution d’essais MTS Landmark® vous permet de mesurer la réaction d’un matériau lors d’essais de fatigue à la traction, à la compression ou à la traction-compression dans un environnement cryogénique d’azote liquide ou d’hélium liquide.
Solutions d’essais cryogéniques
MTS peut fournir un système clé en main accompagné des fixations adéquates et d’un cryostat qui fonctionne avec de l’hélium liquide et de l’azote liquide. Notre offre de base inclut des dispositifs de fixation pour des essais de fatigue à la traction et à la traction-traction pour des spécimens à filetage rond ou à extrémités boutonnées. Nous proposons aussi d’autres dispositifs de fixation pour des essais de fatigue à la compression et à la traction-compression pour des spécimens à filetage rond ou des spécimens plats.
Contactez-nous aujourd’hui pour découvrir comment notre solution d’essais Landmark à la pointe de la technologie peut vous aider à répondre à vos besoins d’essais cryogéniques.
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MTS Landmark 100 kN ou bâti de charge 250 kN Système d’essais dynamiques robuste qui peut être configuré avec des colonnes étendues et un vérin intégré à la traverse afin d’accueillir des équipements plus grands comme un cryostat, et une plaque de base avec rainure en T afin de monter en toute sécurité le cryostat.
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