La banane au cœur d’un nouveau moteur hypersonique ? La Chine veut utiliser cet élément chimique pour dépasser les 7 000 km/h avec ses avions et missiles

La Chine trouvent comment “doper” ses avions hypersonique grâce au magnésiums

Les chercheurs chinois viennent peut-être de réécrire le futur de la propulsion hypersonique en injectant de la poudre de magnésium dans le flux de gaz brûlants (un procédé assez très instable et explosif) de leur superstatoréacteur pour atteindre Mach 6 (7408,8 km/h).
Et ça a presque doublé la poussée. Non, ce n’est pas une blague.

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Les avions hypersonique chinois vont être dopés au magnésium pour dépasser 7 000 km/h

Le superstatoréacteur ou scramjet pour les anglais (pour supersonic combustion ramjet) est une bête à part. Contrairement aux réacteurs classiques, il n’a aucune pièce mobile et compte sur sa vitesse vertigineuse (Mach 5) pour comprimer l’air avant combustion.

Mais à ces vitesses, brûler du kérosène dans l’oxygène atmosphérique devient vite un problème. Les gaz d’échappement (CO₂ et vapeur d’eau) y sont malheureusement inopérants.
Mais les Chinois ont eu une idée… Digne d’un savant fou.

Du magnésium dans le réacteur, une idée pas si folle

Le magnésium est un métal alcalino-terreux (très présent dans les bananes, d’où la petite “blague” du titre) qui flambe à blanc et qu’on ne peut éteindre avec de l’eau. De plus il a une propriété intéressante : il n’a pas besoin d’oxygène pour brûler.

À 1 527 °C, la poudre de magnésium réagit violemment avec la vapeur d’eau et le CO₂ des gaz d’échappement.
Résultat : une combustion secondaire, qui relance une onde de chaleur et pousse encore plus fort le moteur. La réaction est rapide. Deux à trois fois plus rapide que celle du kérosène.

+86,6 % de poussée avec la poudre de magnésium

Lors de tests au sol simulant les conditions de vol à Mach 6 et à 30 000 mètres d’altitude, le moteur a vu sa poussée grimper de près de 87 %.
On ne parle donc pas d’un simple petit coup de boost, mais d’un quasi-doublement des performances  !

Le rendement thermique a lui aussi grimpé en flèche : 65,1 % d’efficacité de combustion, rien qu’en injectant du magnésium à hauteur de 13 % de la masse des gaz d’échappement.
Un rapport poids-puissance qui ferait pâlir les ingénieurs d’Airbus !

Et ce n’est pas tout : le kérosène, en plus de son rôle de carburant principal, peut ainsi être utilisé comme liquide de refroidissement pour les parois internes.

Petit bémol : la répartition homogène

Injecter de la poudre de magnésium à des vitesses supersoniques, ce n’est pas comme secouer une salière sur des frites. Avec une mauvaise répartition les zones de combustion deviennent chaotiques : perte de poussée, instabilité, voire même, pas de réaction du tout.

Autre souci : les résidus de combustion. Le magnésium brûlé forme des cristaux d’oxyde de magnésium, très abrasifs. Ces micro-lames peuvent ronger les parois internes du moteur à chaque vol.

Vers des injections plus fines

Le prochain objectif, selon l’équipe chinoise, serait de miniaturiser les particules, pour passer à une poudre de taille nanométrique. Plus petite, plus réactive, plus facile à disperser.

Autre piste explorée : remplacer l’air comprimé par du gaz azote pour stabiliser l’injection. L’azote a l’avantage de ne pas réagir avec le magnésium et permet un flux plus stable.

Mais les chercheurs le disent eux-mêmes : il faudra encore de nombreux tests, à différentes vitesses et altitudes, pour valider la fiabilité de ce système en vol réel.

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Un élément chimique qu’on retrouve partout

Le magnésium se trouve dans une grande variété d’aliments. Les sources les plus riches incluent les fruits de mer comme les bigorneaux, les huîtres et les palourdes. Les graines et oléagineux, tels que les graines de courge, de tournesol et les noix, sont également excellents. Les légumes verts à feuilles comme les épinards et le chou kale en contiennent beaucoup. Les céréales complètes, notamment le sarrasin, le quinoa et l’avoine, sont de bonnes sources. Enfin, le chocolat noir, les bananes et les légumineuses comme les lentilles et les pois chiches apportent aussi du magnésium.

Une arme scientifique à visée stratégique

Le scramjet est une pièce maîtresse dans la course aux missiles hypersoniques.
Des engins capables de frapper à plus de 7 000 km/h, imprévisibles, quasi inarrêtables.

Avec cette percée, la Chine pourrait avoir pris une longueur d’avance, en rendant ses missiles plus rapides, plus légers (grâce à la meilleure poussée) et moins dépendants de l’oxygène atmosphérique.

Mais cette innovation pourrait aussi, à terme, servir à des projets civils ambitieux :
des avions capables de relier Paris à Sydney en deux heures, ou encore des lanceurs spatiaux réutilisables boostés par combustion secondaire.

Source : SCMP

Image : Northrop Grumman