EXOTech Lab soutient un stockage thermique sur régolithe lunaire

EXOTech Lab répond au défi d'une énergie fiable et durable sur la surface de la Lune, dans des conditions environnementales extrêmes. Le laboratoire soutient le développement et la réalisation d'un démonstrateur de système TES fondé sur le régolithe lunaire.

Le système de stockage d'énergie thermique (TES) stocke la chaleur issue du rayonnement solaire pendant la journée. Il la restitue durant la nuit pour la gestion thermique et la production d'électricité.

EXOTech Lab répond au défi d'une énergie fiable et durable sur la Lune dans des conditions extrêmes et soutient un démonstrateur TES fondé sur le régolithe lunaire.

Le laboratoire utilise une chambre thermo-vide qui simule l'irradiation solaire et évalue le comportement du régolithe lunaire pour des applications TES. Il dispose aussi de logiciels modélisant le comportement thermique, mécanique et structurel du régolithe lunaire en conditions lunaires.

Le renforcement du laboratoire inclut de nouveaux instruments pour caractériser le régolithe lunaire. Le microscope Raman identifie les phases minérales, les structures moléculaires et les variations de composition; le microscope optique inspecte à haute résolution la forme des particules, les textures de surface et la répartition des minéraux; l'analyse d'images étudie la granulométrie et la morphologie des grains.

Les analyseurs de densité mesurent les densités squelettique et apparente du matériau. Le système thermogravimétrique suit les variations de masse en fonction de la température pour étudier la stabilité thermique et le dégagement d'espèces volatiles. L'analyseur TPS mesure la conductivité thermique, la diffusivité thermique et la chaleur spécifique de matériaux variés.

Les activités sont menées dans le cadre du WP-1100 du projet Earth-Moon-Mars (EMM), code IR0000038 et CUP C53C22000870006, avec un financement par des fonds PNRR et par l'Union européenne – NextGenerationEU.

EXOTech Lab est présenté comme une infrastructure de référence pour l'étude des échanges thermiques et du stockage d'énergie sur la Lune, et comme un soutien aux futurs programmes d'exploration lunaire et martienne.

Il contribue à LAORIE, infrastructure lunaire conçue dans le WP-1330 du projet EMM, en appuyant la montée en maturité des charges utiles principales, ainsi qu'à la formation des futures générations avec des universités et organismes de recherche.

Pour les projets lunaires, l'énergie et la chaleur disponibles la nuit sont déterminantes. Le système TES décrit stocke l'énergie thermique solaire pour la restituer la nuit, au service de la gestion thermique et de la production électrique.

Les essais et modèles du laboratoire produiront des données destinées à valider les modèles numériques et à concevoir le démonstrateur TES. Ces travaux touchent aussi LAORIE et la maturité de ses charges utiles, ce qui concerne les infrastructures lunaires.

La première étape indiquée est la caractérisation physico-thermique du matériau et de ses analogues terrestres.

Des essais en chambre thermo-vide reproduiront les cycles jour-nuit de la Lune. Les données collectées serviront à valider les modèles numériques et à concevoir le démonstrateur du système TES.