Ce matériau pourrait permettre aux avions de la NASA de traverser le pays en moins d’une heure.

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Voyage Hypersonique

Dans la prochaine décennie, il est envisageable que les avions soient capables de traverser le pays grâce à des vols hypersoniques en moins d’une heure. L’élément clé de cette avancée pourrait être l’utilisation de nitride de bore.

Les vitesses extrêmement élevées engendrent une intense production de chaleur durant le vol. Par exemple, l’avion supersonique Concorde, qui est aujourd’hui à la retraite, a atteint des températures allant jusqu’à 126°C à sa vitesse de croisière de 2 450 km/h. Par conséquent, les matériaux nécessaires à la construction de ces avions hypersoniques doivent être conçus pour résister à de telles températures tout en étant légers et stables structurellement.

Une étude réalisée par des chercheurs de la NASA et de l’Université de Binghamton a examiné les propriétés de nanotubes fabriqués à partir de nitride de bore, une combinaison de bore et d’azote. Ce travail a montré que ces nanotubes pourraient permettre d’atteindre des vitesses supérieures à 6 437 km/h.

À l’heure actuelle, les nanotubes de carbone sont utilisés dans l’aéronautique en raison de leur solidité et de leur capacité à résister à des températures allant jusqu’à 400°C. En revanche, les nanotubes de nitride de bore (BNNTs) peuvent supporter jusqu’à 900°C et présentent également une meilleure légèreté par rapport à leurs homologues en carbone tout en étant plus résistants à des niveaux de stress élevés.

Le Coût du Voyage Aérien

Un des défis avec les BNNTs réside dans leur prix élevé. Selon le professeur associé en ingénierie mécanique à l’Université de Binghamton, Changhong Ke, le coût de la couverture d’un avion avec des BNNTs serait très élevé.

Il déclare : « La NASA possède l’un des rares établissements dans le monde capables de produire des BNNTs de qualité. Actuellement, leur prix est d’environ 1 000 dollars par gramme, rendant leur utilisation peu pratique. »

Malgré ce coût de production prohibitif, il est possible que les prix diminuent et que la production augmente à mesure que des études approfondies mettent en lumière l’utilité de ce matériau. Il y a 20 ans, les nanotubes de carbone coûtaient également cher, mais leur prix a maintenant chuté à environ 10 à 20 dollars par gramme. Ke est optimiste quant à l’avenir des BNNTs, pensant qu’une évolution similaire pourrait se produire pour ce matériau.

Cela dit, l’application initiale des BNNTs ne devrait pas concerner les avions commerciaux. Ils seront probablement d’abord utilisés dans des jets de chasse militaires, suivis plus tard par des vols commerciaux. En espérant qu’entre-temps, d’autres moyens de transport rapide émergeront, comme le hyperloop, le BFR d’Elon Musk, ou les projets chinois visant à construire le train volant le plus rapide du monde.

FAQ

1. Qu’est-ce que le voyage hypersonique ?

Le voyage hypersonique désigne des déplacements à des vitesses supérieures à 4 000 km/h, permettant de réduire significativement les temps de trajet.

2. Quels sont les avantages des nanotubes de nitride de bore ?

Les nanotubes de nitride de bore présentent une résistance à des températures plus élevées que les nanotubes de carbone, ainsi qu’une meilleure légèreté.

3. Pourquoi le coût des BNNTs est-il si élevé ?

Le coût élevé des BNNTs est dû à leur production limitée et à la complexité de leur fabrication, même si ce prix pourrait diminuer avec des avancées technologiques.

4. Quels autres matériaux sont explorés pour le voyage hypersonique ?

Outre le nitride de bore, d’autres matériaux comme les composites avancés et certaines céramiques sont également étudiés pour leurs propriétés thermiques et structurelles.

5. Quand pourrions-nous voir des avions hypersoniques commerciaux ?

Il est difficile de donner une date précise, mais les premières applications pourraient apparaître dans les 10 à 20 prochaines années, en commençant par des usages militaires avant de s’ouvrir à des vols commerciaux.