Pourra-t-on un jour remplacer les carburants « classiques » par du simple métal? C’est en tout cas le pari que font le doctorant Jan Palecka et son équipe de recherche de la Faculté de génie de l’Université McGill.
« Le métal est la seule source d’énergie chimique qui est capable de remplacer le pétrole, estime Jan Palecka. Sa combustion n’émet aucun gaz carbonique. »
La poudre de fer, par exemple, dégage plus de chaleur qu’un volume équivalent de pétrole. « Et elle est recyclable après la combustion! », s’enthousiasme-t-il, ajoutant qu’elle est plus dense que l’hydrogène (qui a aussi le défaut d’être explosif) et moins encombrante qu’une batterie.
Le problème, c’est qu’on connait encore mal le mode de combustion des particules de métal. « Pour concevoir des réacteurs efficaces avec des poudres métalliques, il faut qu’on comprenne le régime de propagation de la flamme. Ainsi, une flamme se propage normalement comme une vague. Mais on pense qu’elle peut aussi sauter de particule en particule : c’est ce qu’on appelle le régime discret ».
Pour étudier ce phénomène, l’équipe s’apprête à mener une expérience… dans l’espace. Ou plutôt, en situation de microgravité. Le 6 avril, leur dispositif – constitué de tubes remplis de poudre de fer – décollera à bord de la fusée Maxus 9, conçue justement pour mener des recherches en microgravité.
« On est chanceux, il fait très beau! », indique Jan Palecka, qui attend fébrilement le lancement sur la base de l’Agence spatiale européenne de Kiruna, dans le nord de la Suède.
« Pour voir si la flamme saute de particule en particule, il faut que la poudre de fer soit très dispersée. La fusée va nous permettre d’avoir environ 12 minutes de microgravité, et des caméras filmeront la combustion qui se déclenchera automatiquement 100 secondes après le décollage », dit-il.
Une observation impossible à faire sur Terre, où les particules ont tendance à retomber rapidement. La fusée (qui s’élève verticalement jusqu’à 700 km d’altitude) va ensuite redescendre avec un parachute, permettant à l’équipe de récupérer l’ensemble des données.
À terme, ces travaux pourraient permettre d’utiliser des poudres métalliques comme carburant recyclable. Lorsqu’elles brûlent, ces poudres captent l’oxygène de l’air (elles s’oxydent), formant par exemple de la simple rouille dans le cas du fer.
« Le produit de combustion est non toxique, et les particules oxydées sont plus lourdes. Elles retombent facilement et peuvent donc être récupérées pour être recyclées, grâce à des sources d’énergie hydroélectrique ou éolienne », ajoute le doctorant.
L’idée n’est pas complètement nouvelle. « Environ 20% du carburant de la fusée Maxus 9, justement, est composé de poudre d’aluminium. Mais notre but est de concevoir des réacteurs qui ne contiennent que ça ».
L’équipe a d’ailleurs détaillé le concept dans une publication parue fin 2015.
Le fer ne remplacera pas l’essence tout de suite, mais à l’heure de la transition énergétique, ce filon mérite d’être étudié…