STAGE - Étude du dépôt de glace d’eau sur surfaces sensibles des satellites H/F

Dans l’environnement spatial, le dégazage des matériaux constitutifs des satellites constitue une source majeure de contamination moléculaire. Parmi les espèces libérées, l’eau occupe une place prépondérante et peut se condenser sur les surfaces froides des instruments et équipements embarqués.

La formation de dépôts de glace d’eau représente un risque particulier pour les surfaces sensibles, notamment les composants optiques, les détecteurs infrarouges, les miroirs et les revêtements de contrôle thermique.

Même lorsque les quantités déposées sont faibles, ces dépôts sont susceptibles de modifier les propriétés optiques et thermo-optiques des surfaces, entraînant des pertes de transmission ou de réflectivité, une augmentation de la diffusion lumineuse ou une évolution de l’absorptivité et de l’émissivité. La nature et les propriétés de la glace formée dépendent fortement des conditions de condensation.

La température du substrat, sa composition chimique, son état de surface, sa rugosité et les conditions de dépôt peuvent influencer la cinétique de croissance, la morphologie, la porosité et la structure de la glace. Selon ces paramètres, le dépôt peut présenter des propriétés sensiblement différentes de celles d’une couche de glace dense et homogène.

La compréhension de ces phénomènes est essentielle pour améliorer la prédiction des niveaux de contamination et de leurs conséquences sur les performances des instruments spatiaux.

L’objectif principal de ce stage est d’étudier expérimentalement les mécanismes de formation et d’évolution des dépôts de glace d’eau sur différents substrats représentatifs des surfaces sensibles des satellites. ## Il s’agira notamment de - Étudier l’influence de la température de dépôt sur la cinétique d’accumulation de glace, sa stabilité et ses propriétés physiques. - Évaluer l’influence de la nature du substrat en considérant différents matériaux tels que la silice, les surfaces métalliques et les revêtements optiques. - Analyser le rôle de la rugosité initiale des surfaces sur la croissance, l’homogénéité et la morphologie des dépôts. - Caractériser les propriétés physiques des couches formées notamment leur épaisseur, leur densité apparente, leur rugosité et leur éventuelle porosité. - Étudier l’impact potentiel sur les performances optiques et thermo-optiques des surfaces : transmission, réflexion, diffusion, absorption et émissivité infrarouge. - Examiner l’évolution des dépôts lors de variations de température notamment les phénomènes de restructuration, de cristallisation et de sublimation.

Ce stage a une forte dimension expérimentale mais des modèles prédictifs pourront être utilisés selon l'avancée des travaux. Ces derniers seront menés au sein du service Laboratoires et Expertises, possédant de nombreux moyens d'essais et de caractérisations au service des missions spatiales et de la recherche. Le stage pourrait débuter en Février/Mars 2027.

Physique-Chimie, Vide, Matériaux. *En tant qu'EPIC, le CNES applique un principe de neutralité (notamment politique et religieux) à l'ensemble de ses collaborateurs