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- Industrie : Ingénierie aérospatiale
- Procédés de fabrication utilisés : Usinage CNC
- Défis : Développer et perfectionner des systèmes de propulsion à deux liquides ainsi qu’une technologie de récupération de fusée avancée pour des missions spatiales dirigées par des étudiants.
- Solutions : Le partenariat avec Xometry a permis à Propulse NTNU de fabriquer des composants usinés CNC de haute précision, notamment des mortiers de récupération critiques, permettant à l’équipe d’innover avec succès dans la conception de sa fusée et de déployer en toute sécurité des parachutes pour des atterrissages sécurisés. Cette collaboration les a aidés à atteindre les objectifs ambitieux du projet Valemon, repoussant les limites de la fuséologie étudiante.
En 2018, un groupe d’étudiants de l’Université norvégienne de science et de technologie (NTNU) passionnés par l’espace se sont réunis pour former Propulse NTNU. Animés par leur passion commune pour l’exploration spatiale et leur désir d’acquérir une expérience pratique en ingénierie, ils ont créé la première équipe de fuséologie étudiante de Norvège. Leur vision n’était pas seulement de rivaliser sur la scène mondiale, mais également de repousser les limites de la fuséologie en concevant et lançant des fusées avancées capables d’atteindre l’espace. Poussée par leur initiative étudiante, Propulse NTNU a constamment excellé dans les compétitions internationales de fuséologie, avec des victoires remarquables, notamment plusieurs premières places à EuRoC et à la SA Cup. Leur succès continu leur a valu une place parmi les équipes d’élite mondiales, notamment avec une troisième place au classement général sur 152 équipes en 2022.
La mission ambitieuse de l’équipe est de développer et de lancer des fusées qui atteignent des hauteurs bien au-delà des montagnes les plus hautes, voyageant à des milliers de kilomètres par heure. Avec des projets tels que Project Valemon, une fusée bi-liquide innovante, Propulse NTNU offre aux étudiants des expériences d’ingénierie réelles, les préparant à contribuer à l’avenir à l’industrie aérospatiale professionnelle. Ce projet phare utilise des systèmes de propulsion et des technologies de récupération avancés, représentant une étape importante vers leur objectif ultime de lancer une fusée à carburant liquide dans l’espace.
Ouvrir la voie à la technologie des fusées avec le projet Valemon
Propulse NTNU a développé plusieurs fusées au fil des ans, en commençant par des fusées à moteur à poudre. Cependant, l’équipe a rapidement reconnu les limites des moteurs à poudre, comme le fait qu’il y ait un contrôle réduit sur la poussée et sur l’efficacité. Cela a incité à un virage vers la technologie de propulsion bi-liquide, couramment utilisée dans les fusées orbitales en raison de son efficacité et de sa précision supérieures.
La propulsion bi-liquide offre des avantages significatifs par rapport aux moteurs à poudre. Cela permet un contrôle de la poussée, une meilleure efficacité énergétique et une plus grande flexibilité en vol. En utilisant de l’éthanol et de l’oxygène liquide (LOX) comme propulseurs, le projet Valemon atteint des niveaux de poussée plus élevés et des performances plus contrôlées et plus fiables. Ce qui distingue Valemon, c’est son injecteur à tourbillon coaxial conçu sur mesure, imprimé en 3D en Inconel 625, un matériau reconnu pour sa solidité et sa résistance aux hautes températures. Cet injecteur assure un mélange efficace du carburant et de l’oxydant, maximisant ainsi les performances de la fusée.
De plus, grâce à l’usinage CNC de précision de Xometry, le système de récupération de la fusée intègre des mortiers usinés CNC qui permettent un déploiement rapide et fiable du parachute, assurant ainsi la récupération sûre de la fusée après chaque lancement.
« Passer à la propulsion bi-liquide a été un énorme pas en avant pour nous. Cela a ouvert des possibilités entièrement nouvelles en termes de performance et de design, mais cela nécessitait également une fabrication et une ingénierie de précision à un niveau que nous n’avions jamais connu auparavant », explique Joachim Jerg Schmidt, président de Propulse NTNU.
Découvrez les personnes qui font le succès du projet Valemon
Propulse NTNU est une organisation entièrement dirigée par des étudiants qui compte actuellement 64 membres actifs, principalement des étudiants en ingénierie issus de diverses disciplines telles que la propulsion, la conception mécanique, l’avionique, le DevOps, le marketing et le commerce. L’équipe est structurée comme une organisation professionnelle, avec un conseil d’administration et des chefs de discipline supervisant différents aspects du projet. Leurs efforts collectifs ont permis à Propulse NTNU de remporter un succès notable dans les compétitions internationales, notamment une place dans le top 3 à l’EuRoC (European Rocketry Challenge) en 2022.
Au-delà des réalisations techniques, Propulse NTNU sert de plateforme d’apprentissage pratique sur laquelle les étudiants peuvent non seulement concevoir et construire des fusées, mais aussi gérer chaque étape du processus d’ingénierie, de la recherche et développement à la production et aux opérations de lancement.
Maîtriser le parcours du design à la production
Chez Propulse NTNU, chaque nouveau projet de fusée démarre en septembre, en même temps que l’année universitaire, et ouvre la voie à des mois intenses d’innovation et d’ingénierie . Après un processus de recrutement sélectif, les nouveaux membres suivent une formation complète, s’immergeant dans les systèmes de propulsion avancés, la science des matériaux et l’aérodynamique. Au moment où l’équipe commence le développement conceptuel préliminaire, chaque étudiant est pleinement équipé pour contribuer au projet.
« L’une des premières étapes importantes se produit en novembre avec le passage en revue du design initial. Cette phase critique nous permet de tester et d’affiner rigoureusement nos designs, en veillant à ce que chaque composant, du moteur au système de récupération, réponde à nos normes strictes », explique Joachim Jerg Schmidt, président de Propulse NTNU.
Une fois les designs approuvés, la phase de prototypage commence. Les prototypes initiaux sont généralement imprimés en 3D à l’aide de matériaux tels que le PLA ou le PC pour simuler les pièces et tester leur fonctionnalité. L’équipe expérimente différentes itérations, affinant les composants et validant les designs dans des conditions réelles.
D’ici février, Propulse NTNU s’associera à des sponsors leaders de l’industrie comme Xometry pour fabriquer les pièces finales en utilisant des techniques avancées comme l’usinage CNC et la fabrication additive. Cela marque une étape cruciale lors de laquelle des composants d’ingénierie de précision, tels que le système de récupération de la fusée et le système d’alimentation en propulsion, prennent vie. La complexité de la fabrication de ces composants, notamment avec des matériaux tels que l’Inconel 625 et l’aluminium de qualité aéronautique, exige une exécution sans faille pour garantir des performances dans des conditions extrêmes.
La phase d’assemblage final commence généralement en juillet, où l’équipe intègre tous les composants dans une fusée entièrement fonctionnelle. Ce n’est pas une tâche simple : l’équipe assemble méticuleusement les systèmes de propulsion, de récupération, d’avionique et structurels, en s’assurant qu’ils fonctionnent parfaitement ensemble. Les tests se déroulent en parallèle, chaque sous-système étant soumis à des simulations et à des essais en conditions réelles pour vérifier ses performances.
La capacité de passer d’un concept de fusée à son lancement dans un délai aussi court témoigne de l’aspect remarquable de la coordination, de l’expertise technique et de l’esprit de collaboration de Propulse NTNU. Leur rigueur en ingénierie et leur partenariat avec des experts de la fabrication comme Xometry leur permettent de réussir même dans les conditions les plus difficiles.
Comment Xometry a joué un rôle clé dans le succès de la fusée
La collaboration de Xometry avec Propulse NTNU a été cruciale dans la fabrication des composants de haute précision nécessaires au succès du projet Valemon. Les mortiers de récupération, essentiels au déploiement fiable du parachute, ont été fabriqués pour répondre aux normes exigeantes requises pour l’atterrissage en toute sécurité de la fusée.
Ces mortiers de récupération, fabriqués par Xometry, étaient en aluminium usiné CNC à 5 axes, un procédé choisi pour sa capacité à atteindre la résistance et la précision requises. Les mortiers devaient répondre à des spécifications strictes pour fonctionner de manière fiable dans les conditions exigeantes du vol d’une fusée, notamment le déploiement rapide des parachutes à haute vitesse.
Le succès de ces composants a donné à l’équipe de Propulse NTNU la confiance nécessaire pour se concentrer sur d’autres aspects importants de la conception de la fusée, sachant que le système de récupération était fiable. « La qualité des pièces a dépassé toutes les attentes », déclare Schmidt. « La capacité de Xometry à livrer des composants de haute précision dans des délais courts nous a donné la confiance nécessaire pour nous concentrer sur d’autres aspects critiques du projet, sachant que notre système de récupération était entre de bonnes mains. »
L’avenir de Propulse NTNU et du projet Valemon
Les ambitions de Propulse NTNU ne s’arrêtent pas au projet Valemon. Tournant son regard vers le Projet 2025, l’équipe prévoit de faire progresser davantage leurs systèmes de propulsion bi-liquide et de continuer à repousser les limites de ce que les projets d’ingénierie dirigés par des étudiants peuvent accomplir. Leur objectif ultime est de lancer une fusée-sonde dans l’espace depuis le sol norvégien, une réalisation qui établirait de nouvelles normes pour la fuséologie étudiante.
Tournant son regard vers l’avenir, l’équipe prévoit de poursuivre son succès, en s’appuyant sur des partenaires comme Xometry pour fournir la précision et la qualité nécessaires afin de repousser les limites de l’innovation aérospatiale dirigée par des étudiants.
À propos de Propulse NTNU : Propulse NTNU est la première équipe de fuséologie étudiante de Norvège, basée à l’Université norvégienne de science et de technologie (NTNU). Avec une passion pour faire avancer l’exploration spatiale, l’équipe conçoit, construit et lance des fusées de pointe comme Valemon. Soutenu par des partenaires industriels et des institutions académiques, Propulse NTNU continue de repousser les limites de l’innovation aérospatiale dirigée par des étudiants, établissant de nouvelles normes en matière de fuséologie et de technologie spatiale.
Site web : https://www.propulse.no/
Contact : contact@propulsentnu.no
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