ONERA’s Cryogenic vacuum chamber
The cryopump designed by ONERA for research on electric thrusters for satellites is developed and manufactured by ABSOLUT SYSTEM! A look back at this daring project.
After several years of work to device the ERIS test bench designed by ONERA, ABSOLUT SYSTEM took part in the installation of the vacuum test chamber, the auxiliary housing and the cryogenic coolers at ONERA facilities.
The cryogenic pump (or cryopump) of the vacuum chamber reproduces the orbiting satellite environement. Therefore, it enables performance and life testing of the engines developed by ONERA, as similar as possible to the real conditions of use. The cryogenic catchers allow the vacuum to be maintained despite the expulsion of particles, generated by the plasma propulsion of the engine. Indeed, the cold trap captures and freezes the Xenon molecules as they are released, guaranteeing optimal conditions throughout the weeks of testing. To achieve this, anticipation, rigorous design and a focusing on details are the keys to success.
This large-scale project demonstrated the complementarity of know-how by bringing together the skills and technologies of several players: the vacuum chamber, manufactured by RAVANAT Chaudronnerie, is combined with a PTC1000 cryostat marketed by AFCryo and a nitrogen cryostat custom-designed by ABSOLUT SYSTEM. This equipment allows the cooling of the chamber’s radiative screens, in a closed liquid nitrogen circuit, using a recondensation loop. This avoids the use of waste nitrogen. Finally, the installation is equipped with a helium gas circulation loop, cooled between 20K (-253°C) and 40K (-233°C) by a Cryomech equipment. It allows the cooling of the cryogenic panels for the trapping of the propelled Xenon gas.
Thanks to our teams’ expertise in thermal management, we are able to provide the right power and temperature for each area of the vacuum chamber to make it efficient, robust and reliable. ABSOLUT SYSTEM provides all the services : management of cryogenic processes, management of thermal radiation generated by the engine, design and manufacture of systems, on-site commissioning, maintenance…
In addition to our proven experience in carrying out complex pre-studies, ABSOLUT SYSTEM is involved in the design and manufacture of many complex cryogenic equipment… regardless of their size.
Many thanks to the members of ABSOLUT SYSTEM and ONERA who contributed to the success of this project and to the teams at RAVANAT Chaudronnerie. Thanks also to ADEKMA Levage for the installation on the ONERA / Palaiseau facility.
La cryopompe conçue par l’ONERA, destinée à la recherche sur des propulseurs électriques pour satellites, est développée et fabriquée par ABSOLUT SYSTEM ! Retour sur ce projet audacieux.
Après plusieurs années de recherche pour donner vie au banc d’essais ERIS, imaginé par l’ONERA, ABSOLUT SYSTEM a participé à l’installation de la chambre à vide, du caisson auxiliaire et des refroidisseurs cryogéniques dans les locaux de l’ONERA.
La pompe cryogénique (ou cryopompe) de la chambre à vide recrée l’environnement du satellite en orbite, permettant ainsi de tester les performances et la durée de vie des moteurs étudiés par ONERA au plus près des conditions réelles d’utilisation. Les pièges cryogéniques permettent de maintenir le vide malgré l’expulsion de particules, générées par la propulsion plasmique du moteur. En effet, le froid capture et fige les molécules de Xénon au fur et à mesure, assurant des conditions optimales tout au long des semaines de test. Pour ce faire, la capacité d’anticipation, la rigueur et le souci du détail sont les clés de la réussite.
Ce projet d’envergure a permis de montrer la complémentarité des savoir-faire en regroupant les compétences et les technologies de plusieurs acteurs : la chambre à vide, fabriquée par RAVANAT Chaudronnerie, est accompagnée d’un Cryostat PTC1000 commercialisé par AFCryo et d’un cryostat Azote conçu sur mesure par ABSOLUT SYSTEM. Cet équipement permet le refroidissement des écrans radiatifs de la chambre, en circuit fermé d’azote liquide, mettant en œuvre une boucle de recondensation. Ceci afin d’éviter l’emploi d’azote perdu. Enfin l’installation est équipée d’une boucle de circulation d’Hélium gazeux refroidi entre 20K (-253°C) et 40K (–233°C) par une machine Cryomech. Elle permet le refroidissement des panneaux cryogéniques pour le piégeage du gaz Xénon propulsé.
Grâce à la maîtrise de nos équipes dans la gestion thermique, nous sommes en mesure de fournir la puissance et la température adaptée à chacune des zones de la chambre à vide pour la rendre performante, résistante et fiable. ABSOLUT SYSTEM s’occupe de tout : management des process cryogéniques, gestion des rayonnements thermiques du moteur, conception et fabrication des équipements, mise en service sur site, maintenance…
Au-delà de notre expérience reconnue pour la réalisation de pré-études complexes, ABSOLUT SYSTEM intervient pour la conception et la fabrication de nombreux équipements cryogéniques complexes… quelle que soit leur taille.
Un grand merci aux membres d’ABSOLUT SYSTEM et de l’ONERA ayant participé à la réussite de ce projet et aux équipes de RAVANAT Chaudronnerie. Merci également à ADEKMA Levage pour l’installation sur le site de l’ONERA / Palaiseau.
