Un moteur ionique fonctionnant à l'air

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L'agence spatiale européenne vient de développer le premier moteur ionique capable de générer son propre carburant à partir de l’air de la haute atmosphère. Cette technologie permettrait d'augmenter considérablement la durée de vie des satellites qui pourraient ainsi utiliser l'air présent à la limite atmosphère/espace pour fonctionner.


Tous les commentaires (71)

a écrit : Le fonctionnement du moteur ionique est simple : deux électrodes, sous 10 000 V de tension. L’une d’elles charge électriquement les molécules de l’air, qui fuient alors vers l’autre électrode. En imprimant ce mouvement à l’air, par réaction, le moteur est poussé dans l’autre sens

Voir : https://couleur-sci
ence.eu/?d=1b20d2--comment-fonctionne-la-propulsion-ionique

Habituellement, ces moteurs embarquent du xénon : un gaz rare, cher, inerte, mais aussi très dense et facilement ionisable. Un parfait carburant pour fusée.
Arriver à utiliser de l’air à la place est donc un exploit : même si 500 kilos de Xénon ont la même poussée que 10 tonnes de carburant classique, il faut toujours balancer ces 500 kilos dans l’espace, ce qui coûte cher.

Enfin, le moteur ionique est très peu puissant : pas plus fort que votre souffle sur votre main à bras tendu. S’il fonctionne bien dans l’espace, c’est grâce à l’absence de frottements. Il ne fonctionnerait pas sur un avion de ligne ou une voiture.

Le seul prototype fonctionnel (du MIT) qui fonctionne dans l’air normal est réalisé avec un avion hyperléger, pratiquement en papier, sur 10 mètres, et avec une grosse batterie. Mais la technologie est prometteuse, ça oui.
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Super commentaire. Merci.

L'article parle également d'une possible utilisation sur d'autres orbites basses telles que Mars avec d'autres gaz comme le dioxyde de carbone fortement présent dans l'atmosphère martienne. Cela pourrait donc permettre à moindre "coût" de mettre un satellite en orbite martienne. En vue, on l'espère tous de notre vivant :), d'une exploration future.

a écrit : Le moteur à hydrogène a ete breveté en 1970, il a expiré depuis très longtemps et le dihydrogène s'obtient facilement par électrolyse de l'eau. Il est donc facile d'obtenir les réactifs du moteur a dihydrogène, mais ne parlons pas de son impact... L'eau est un gaz a effet de serre bien plus fort que le dioxyde de carbone... Afficher tout L'eau un gaz à effet de serre ??? Alors déjà il faudrait dire vapeur d'eau parce que l'eau est un liquide et pas un gaz. Et si son effet de serre représente un danger pour la planète, il faut absolument recouvrir les lacs, mers et océans d'une grande bâche pour limiter leur évaporation sinon nous sommes foutus ! Et il faudrait aussi mettre les nuages dans des grands sacs... Je me demande depuis combien de temps je n'avais pas lu quelque chose d'aussi aberrant ! Sinon il y a bien un problème avec le moteur à hydrogène : c'est l'énergie nécessaire pour obtenir l'hydrogène, si on produit cette énergie avec du pétrole ou du charbon on n'a rien gagné...

a écrit : L'eau un gaz à effet de serre ??? Alors déjà il faudrait dire vapeur d'eau parce que l'eau est un liquide et pas un gaz. Et si son effet de serre représente un danger pour la planète, il faut absolument recouvrir les lacs, mers et océans d'une grande bâche pour limiter leur évaporation sinon nous sommes foutus ! Et il faudrait aussi mettre les nuages dans des grands sacs... Je me demande depuis combien de temps je n'avais pas lu quelque chose d'aussi aberrant ! Sinon il y a bien un problème avec le moteur à hydrogène : c'est l'énergie nécessaire pour obtenir l'hydrogène, si on produit cette énergie avec du pétrole ou du charbon on n'a rien gagné... Afficher tout Il a à moitié raison : la vapeur d’eau est responsable d’au moins 50 % de l’effet de serre, sachant aussi qu’il y a beaucoup plus de vapeur d’eau que de Co2 (400 ppmv contre 0,5 à 5%), mais molécule par molécule, je ne sais pas.

De toute manière, ces espèces de théories du complot concernant des soi-disants moteurs sont complètement farfelues. Si une compagnie possédait un tel brevet, elle ne le garderait pas « sous le coude » mais s’en servirait pour couler les autres compagnies...

a écrit : Il a à moitié raison : la vapeur d’eau est responsable d’au moins 50 % de l’effet de serre, sachant aussi qu’il y a beaucoup plus de vapeur d’eau que de Co2 (400 ppmv contre 0,5 à 5%), mais molécule par molécule, je ne sais pas.

De toute manière, ces espèces de théories du complot concernant des soi-disant
s moteurs sont complètement farfelues. Si une compagnie possédait un tel brevet, elle ne le garderait pas « sous le coude » mais s’en servirait pour couler les autres compagnies... Afficher tout
Certes le cycle de l'eau présente dans l'atmosphère participe à l'équilibre de la température sur notre planète mais que représenterait l'eau reconstituée par les moteurs à hydrogène dans l'ensemble de l'évaporation qui se produit naturellement ? Alors si on croit que les moteurs à hydrogène pourraient dérégler le climat à cause de la vapeur d'eau qu'ils rejettent, il faudrait aussi interdire aux baigneurs de faire pipi dans l'eau pour éviter la montée des océans.

a écrit : Certes le cycle de l'eau présente dans l'atmosphère participe à l'équilibre de la température sur notre planète mais que représenterait l'eau reconstituée par les moteurs à hydrogène dans l'ensemble de l'évaporation qui se produit naturellement ? Alors si on croit que les moteurs à hydrogène pourraient dérégler le climat à cause de la vapeur d'eau qu'ils rejettent, il faudrait aussi interdire aux baigneurs de faire pipi dans l'eau pour éviter la montée des océans. Afficher tout Je ne sais pas si en remplaçant toutes les voitures fonctionnant au pétrole par des modèles fonctionnant à l'hydrogène cela poserait un problème ou pas, mais les moteurs thermiques ne rejettent pas tant de CO2 que ça non plus et pourtant...

Le problème c'est leur nombre. ~1Md de véhicules particulier, + les camions, les bateaux et les avions et là on observe un dérèglement du climat. Si on remplaçait tout ça par des véhicules à l'hydrogène, on ne serait pas à l'abri d'un problème similaire (mais il y aurait plein d'autres problèmes avant).

a écrit : L'eau un gaz à effet de serre ??? Alors déjà il faudrait dire vapeur d'eau parce que l'eau est un liquide et pas un gaz. Et si son effet de serre représente un danger pour la planète, il faut absolument recouvrir les lacs, mers et océans d'une grande bâche pour limiter leur évaporation sinon nous sommes foutus ! Et il faudrait aussi mettre les nuages dans des grands sacs... Je me demande depuis combien de temps je n'avais pas lu quelque chose d'aussi aberrant ! Sinon il y a bien un problème avec le moteur à hydrogène : c'est l'énergie nécessaire pour obtenir l'hydrogène, si on produit cette énergie avec du pétrole ou du charbon on n'a rien gagné... Afficher tout L'eau est une substance chimique, qui peut se trouver à l'état liquide, gazeux ou solide. L'eau est également responsable à 60% de l'effet de serre, qui est un mécanisme indispensable à la vie (donc tout va bien, nous ne sommes pas foutus).

a écrit : Le moteur à hydrogène a ete breveté en 1970, il a expiré depuis très longtemps et le dihydrogène s'obtient facilement par électrolyse de l'eau. Il est donc facile d'obtenir les réactifs du moteur a dihydrogène, mais ne parlons pas de son impact... L'eau est un gaz a effet de serre bien plus fort que le dioxyde de carbone... Afficher tout S'il est facile d'extraire l'hydrogène de l'eau, le procédé est néanmoins coûteux. Actuellement, l'hydrogène est extrait du pétrole car 4 fois moins cher...

a écrit : L'eau est une substance chimique, qui peut se trouver à l'état liquide, gazeux ou solide. L'eau est également responsable à 60% de l'effet de serre, qui est un mécanisme indispensable à la vie (donc tout va bien, nous ne sommes pas foutus). Certes mais je ne crois pas que celui qui parlait de l'eau comme d'un gaz à effet de serre voulait dire que le moteur à hydrogène allait renforcer un mécanisme indispensable à la vie, c'était plutôt une mise en garde contre son prétendu danger. Et certes l'eau est une substance chimique mais pas une substance chimique quelconque. Etant donné qu'elle est omniprésente dans notre environnement il y a longtemps qu'on a donné des noms à ses différents états : la glace quand elle est solide, l'eau quand elle est liquide et la vapeur d'eau quand elle est sous forme de gaz.

a écrit : Certes mais je ne crois pas que celui qui parlait de l'eau comme d'un gaz à effet de serre voulait dire que le moteur à hydrogène allait renforcer un mécanisme indispensable à la vie, c'était plutôt une mise en garde contre son prétendu danger. Et certes l'eau est une substance chimique mais pas une substance chimique quelconque. Etant donné qu'elle est omniprésente dans notre environnement il y a longtemps qu'on a donné des noms à ses différents états : la glace quand elle est solide, l'eau quand elle est liquide et la vapeur d'eau quand elle est sous forme de gaz. Afficher tout Pour compléter ton propos, la vapeur d'eau est un gaz inodore et incolore donc invisible, contrairement aux idées reçues. Ce qui "fume" de votre casserole d'eau bouillante, c'est encore de l'eau liquide qui condense dans l'air. L'eau s'évapore en formant la vapeur d'eau qui s'élève, se refroidit immédiatement dans l'air (plus froide) et condense en formant des milliers de gouttelettes d'eau.
Même principe avec les nuages, ce qui est blanc c'est un mélange d'eau liquide et de glace. Ils contiennent bien évidemment de la vapeur d'eau mais elle est invisible.

D'ailleurs, j'espère que certains ont déjà remarqués que leur bain fume alors que l'eau n'est pas à 100°C. L'eau ne bout pas et pourtant il y a présence de vapeur d'eau invisible et de condensation visible. Tout simplement, parce que les gouttelettes en suspension au dessus de votre bain proviennent de l'air ambiant qui se refroidit en montant (et contient de la vapeur d'eau en saturation) et pas forcément du bain lui même (il y a échange à la surface).

a écrit : Je ne sais pas si en remplaçant toutes les voitures fonctionnant au pétrole par des modèles fonctionnant à l'hydrogène cela poserait un problème ou pas, mais les moteurs thermiques ne rejettent pas tant de CO2 que ça non plus et pourtant...

Le problème c'est leur nombre. ~1Md de véhicules parti
culier, + les camions, les bateaux et les avions et là on observe un dérèglement du climat. Si on remplaçait tout ça par des véhicules à l'hydrogène, on ne serait pas à l'abri d'un problème similaire (mais il y aurait plein d'autres problèmes avant). Afficher tout
On ne peut pas comparer les deux : le problème du CO2 c'est que quand on brûle du pétrole et du charbon qui étaient sous terre depuis des millions d'années, on rejette d'un coup dans l’atmosphère beaucoup plus de CO2 que la cycle normal du CO2 ne peut en absorber en si peu de temps et on modifie un équilibre qui date de millions d'années. Alors que l'eau sous ses différentes formes est omniprésente à la surface de notre planète et l'équilibre entre elles se fait naturellement car un éventuel rejet de vapeur d'eau supplémentaire sera absorbé par... la première petite pluie !

Et quand il y en aura beaucoup de ces machines qui aura tout aspiré... On mourra quand même de cette protection naturelle de l atmosphere

a écrit : On ne peut pas comparer les deux : le problème du CO2 c'est que quand on brûle du pétrole et du charbon qui étaient sous terre depuis des millions d'années, on rejette d'un coup dans l’atmosphère beaucoup plus de CO2 que la cycle normal du CO2 ne peut en absorber en si peu de temps et on modifie un équilibre qui date de millions d'années. Alors que l'eau sous ses différentes formes est omniprésente à la surface de notre planète et l'équilibre entre elles se fait naturellement car un éventuel rejet de vapeur d'eau supplémentaire sera absorbé par... la première petite pluie ! Afficher tout Non, il n'y a pas d'équilibre, c'est comme la bras d'un balancier, et c'est dur pour la vie à la surface de la Terre. Étant donné sa distance du soleil, la température de son cœur et sa vitesse de rotation, la température moyenne de la Terre devrait être de -15°C. Elle a déjà été une grosse (très grosse) boule de glace tournant autour du soleil, gelée des pôles à l'équateur. Puis les volcans ont réussis à traverser la couche de plusieurs milliers de mètres de glace, et en saturant l'atmosphère de CO², ils ont fait remonter la température au-dessus de 0°, grace à l'effet de serre. En suite, pendant des millions (milliards?) d'années, les températures n'ont pas arrêté de varier de ... très froid à très chaud. En ce moment, nous sommes dans une pause d'une période GLACIÈRE, la température devrait remonter inexorablement d’encore plusieurs degrés, avant de se stabiliser, puis de redescendre. Si une période de chaleur demande plusieurs millénaires pour s'établir, une ère glaciaire demande de 3 à 200 ans pour se mettre en place. En étudiant les variations des dépôts marins, des pollens fossile etc, on a constater que la dernière glaciation européenne date d'environ 10 000 ans. Exemple : il y a 10 000 Lyon était SOUS les glaciers des Alpes, Grenoble SOUS plusieurs centaines de mètres de glace. Il y a, aussi, quelques dizaines de millions d'année, l’Antarctique avait un climat tropical et était occupé par les dinosaures vivants dans leur forêts chaudes et humides. Les Égyptiens d'il y a 8 000 ans ont connu les forêts sahariennes... Bien sûr que les activités humaines ont fait des dégâts terribles à notre environnement, mais il ne faut pas oublier qu'un volcan qui tousse quelques jours balance plus de gaz à effet de serre dans l'atmosphère que toute cette activité humaine pendant 10 ans. Les forces en jeu sont difficilement imaginables : un orage moyen en région parisienne dissipe plus d'énergie que la bombe d'Hiroshima. La différence dans les dégâts provient seulement du temps de dissipation de cette énergie.
Tout ça pour dire qu'en fait une période de glaciation pourrait avoir lieu à n'importe quel moment, et que ça se passe très vite, même à l'échelle humaine. Ou alors, les palmiers recouvriront le Groenland

a écrit : Oui oui je sais que c'est un hors sujet, je trouvais néanmoins que cela avait sa place ici C'est à toi de voir :)

a écrit : On ne peut pas comparer les deux : le problème du CO2 c'est que quand on brûle du pétrole et du charbon qui étaient sous terre depuis des millions d'années, on rejette d'un coup dans l’atmosphère beaucoup plus de CO2 que la cycle normal du CO2 ne peut en absorber en si peu de temps et on modifie un équilibre qui date de millions d'années. Alors que l'eau sous ses différentes formes est omniprésente à la surface de notre planète et l'équilibre entre elles se fait naturellement car un éventuel rejet de vapeur d'eau supplémentaire sera absorbé par... la première petite pluie ! Afficher tout Alors, je vais récapituler ce que tu as dit :
"L'eau un gaz à effet de serre ??? Alors déjà il faudrait dire vapeur d'eau parce que l'eau est un liquide et pas un gaz." -> Larousse : "Corps liquide à la température et à la pression ordinaires, incolore, inodore, insipide, dont les molécules sont composées d'un atome d'oxygène et de deux atomes d'hydrogène.". L'eau sous forme de gaz certes est un gaz à effet de serre oui. Appelle-le comme tu veux, tout dépend de ta définition de l'eau.

"que représenterait l'eau reconstituée par les moteurs à hydrogène dans l'ensemble de l'évaporation qui se produit naturellement ?" -> On disait pareille pour le CO2, on voit ceux que ça donne. Tout est un cycle, si tu augmentes le taux de vapeur d'eau, sa concentration augmente dans l'atmosphère (++ effet de serre), il pleut plus (++ d'inondation, + de montée des eaux, + de catastrophe).

Tu peux évidemment penser que l'on peut pas comparer mais moi, comme d'autres, je pense que si car on est beaucoup et des milliards de voitures à hydrogène provoquerait peut-être un effet dramatique sur un climat qui a déjà pris un gros coup.

a écrit : Non, il n'y a pas d'équilibre, c'est comme la bras d'un balancier, et c'est dur pour la vie à la surface de la Terre. Étant donné sa distance du soleil, la température de son cœur et sa vitesse de rotation, la température moyenne de la Terre devrait être de -15°C. Elle a déjà été une grosse (très grosse) boule de glace tournant autour du soleil, gelée des pôles à l'équateur. Puis les volcans ont réussis à traverser la couche de plusieurs milliers de mètres de glace, et en saturant l'atmosphère de CO², ils ont fait remonter la température au-dessus de 0°, grace à l'effet de serre. En suite, pendant des millions (milliards?) d'années, les températures n'ont pas arrêté de varier de ... très froid à très chaud. En ce moment, nous sommes dans une pause d'une période GLACIÈRE, la température devrait remonter inexorablement d’encore plusieurs degrés, avant de se stabiliser, puis de redescendre. Si une période de chaleur demande plusieurs millénaires pour s'établir, une ère glaciaire demande de 3 à 200 ans pour se mettre en place. En étudiant les variations des dépôts marins, des pollens fossile etc, on a constater que la dernière glaciation européenne date d'environ 10 000 ans. Exemple : il y a 10 000 Lyon était SOUS les glaciers des Alpes, Grenoble SOUS plusieurs centaines de mètres de glace. Il y a, aussi, quelques dizaines de millions d'année, l’Antarctique avait un climat tropical et était occupé par les dinosaures vivants dans leur forêts chaudes et humides. Les Égyptiens d'il y a 8 000 ans ont connu les forêts sahariennes... Bien sûr que les activités humaines ont fait des dégâts terribles à notre environnement, mais il ne faut pas oublier qu'un volcan qui tousse quelques jours balance plus de gaz à effet de serre dans l'atmosphère que toute cette activité humaine pendant 10 ans. Les forces en jeu sont difficilement imaginables : un orage moyen en région parisienne dissipe plus d'énergie que la bombe d'Hiroshima. La différence dans les dégâts provient seulement du temps de dissipation de cette énergie.
Tout ça pour dire qu'en fait une période de glaciation pourrait avoir lieu à n'importe quel moment, et que ça se passe très vite, même à l'échelle humaine. Ou alors, les palmiers recouvriront le Groenland
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Certes mais quel rapport avec l'équilibre de la vapeur d'eau dans l'atmosphère ? Rien de ce que tu dis ne contredis mon affirmation que si on rejette un tout petit peu de vapeur d'eau en plus dans l'atmosphère, cette dernière retrouvera son équilibre après la première petite pluie.

a écrit : Suffisamment pour ralentir l ISS ;) Je pensais qu'il parlait pour respirer, autant pour moi ^^

a écrit : Alors, je vais récapituler ce que tu as dit :
"L'eau un gaz à effet de serre ??? Alors déjà il faudrait dire vapeur d'eau parce que l'eau est un liquide et pas un gaz." -> Larousse : "Corps liquide à la température et à la pression ordinaires, incolore, inodore, insipide, dont les
molécules sont composées d'un atome d'oxygène et de deux atomes d'hydrogène.". L'eau sous forme de gaz certes est un gaz à effet de serre oui. Appelle-le comme tu veux, tout dépend de ta définition de l'eau.

"que représenterait l'eau reconstituée par les moteurs à hydrogène dans l'ensemble de l'évaporation qui se produit naturellement ?" -> On disait pareille pour le CO2, on voit ceux que ça donne. Tout est un cycle, si tu augmentes le taux de vapeur d'eau, sa concentration augmente dans l'atmosphère (++ effet de serre), il pleut plus (++ d'inondation, + de montée des eaux, + de catastrophe).

Tu peux évidemment penser que l'on peut pas comparer mais moi, comme d'autres, je pense que si car on est beaucoup et des milliards de voitures à hydrogène provoquerait peut-être un effet dramatique sur un climat qui a déjà pris un gros coup.
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Apparemment tu n'as aucune idée des quantités et des énergies en jeu dans le cycle de l'eau comme le montre ta phrase qui dit que l'eau et un gaz et que personne qui a un peu de culture scientifique ne formulerait telle quelle (même si elle n'est pas fausse du point du vue du Larousse). Alors je conçois qu'on puisse être méfiant quand on ne connait pas, mais dans ce cas on peut aussi se renseigner et éviter de croire qu'il y a beaucoup d'autres personnes qui pensent pareil. Si on te dit que ça serait l'équivalent d'un seau d'eau dans l'océan, tu ne vas quand même pas dire "attention un seau c'est beaucoup quand même, ça va faire monter le niveau des océans et créer des inondations" ? Ton raisonnement ne tient pas la route car contrairement au CO2 la vapeur d'eau précipite au fur et à mesure : le taux de vapeur d'eau dans l'atmosphère ne va pas augmenter car le peu de vapeur d'eau qu'on pourrait rajouter n'ajoutera que quelques gouttes à chaque petite pluie et il n'y aura aucune différence ni sur le le taux de vapeur d'eau dans l'atmosphère ni sur la quantité d'eau dans les rivières. Si tu veux vraiment t'insurger contre le dérèglement climatique, il y a des sujets sérieux et même à propos du moteur à hydrogène : la vraie question c'est la production de l'hydrogène, ou même la consommation de l'oxygène de l'air par ces moteurs, mais en aucun cas la vapeur d'eau qu'ils pourraient produire. Et si c'était un problème il suffirait de laisser condenser cette vapeur d'eau en sortie du moteur et de laisser l'eau couler sur la route et tu peux faire le calcul : ça ne produirait pas des inondations, même le long des grands axes

a écrit : Il est bon de rappeler que de nombreuses technologies innovantes voies le jour mais ne seront malheureusement que très peu exploité car les brevets sont achetés par de grands groupes qui vont les gardé sous le coude avant de les ressortir 10 ans après. Le lobby sur le pétrole est énorme et tous types de nouveaux moteurs est constamment bridé dans sa médiatisation (je pense aux moteurs hydrogènes par exemple). Afficher tout Ah bon? La pile à combustible, ça a été inventé y'a plus d'un siècle, ça fait un bail que le brevet a sauté, tout le monde en fabrique, les français, les américains, les japonais, les chinois, les anglais, les indiens, les brésiliens, les italiens, les allemands, les coréens, les... heuuu, je crois que c'est tout, mais en tout cas que des entreprises privées concurrentes.
De quel nouveau moteur tu parle? Si tu me sors le moteur à eau je te préviens je te fouette! ^^
Mais peut être le réacteur à radio-isotope que seuls détiennent les USA mais il n'est pas protégé par un brevet mais par un secret, libre à quiconque de tenter d'en fabriquer un et de le vendre, c'est tout à fait légal.
Quand au moteur ionique, c'est un autre sujet, car dans l'espace, les brevets n'existent pas, on peut y faire quasiment ce que l'on veut car il appartient à tout le monde, comme les eaux internationales.

a écrit : Ah bon? La pile à combustible, ça a été inventé y'a plus d'un siècle, ça fait un bail que le brevet a sauté, tout le monde en fabrique, les français, les américains, les japonais, les chinois, les anglais, les indiens, les brésiliens, les italiens, les allemands, les coréens, les... heuuu, je crois que c';est tout, mais en tout cas que des entreprises privées concurrentes.
De quel nouveau moteur tu parle? Si tu me sors le moteur à eau je te préviens je te fouette! ^^
Mais peut être le réacteur à radio-isotope que seuls détiennent les USA mais il n'est pas protégé par un brevet mais par un secret, libre à quiconque de tenter d'en fabriquer un et de le vendre, c'est tout à fait légal.
Quand au moteur ionique, c'est un autre sujet, car dans l'espace, les brevets n'existent pas, on peut y faire quasiment ce que l'on veut car il appartient à tout le monde, comme les eaux internationales.
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Pour le coup, le moteur ionique c’est surtout très cher et complexe à fabriquer et personne ne veut en acheter :) donc le brevet, s’il existe, ne sert pas à grand chose.

J'ai l'impression que pas mal de monde débat sur le moteur ionique, mais la prouesse citée dans l'anecdote c'est que ce moteur puisse utiliser directement des gaz présents dans l'atmosphère, parce que des moteurs ioniques on en envoie dans l'espace depuis plus de 20 ans, et l'un d'entre est même revenu (mission japonnaise Hayabusa). Mais ceux-ci partaient avec des particules à accélérer pour assurer leur propulsion.