Du métal liquide en apesanteur

Chauffer des billes de métal à plus de 2 000 °C à l’aide d’un laser, observer les réactions du liquide ainsi formé et maintenu en lévitation, le tout dans un avion en plein looping : l’expérience n’est pas banale. L’équipe qui l’a menée en mars dernier est celle de Mickael Courtois, chercheur à l’IRDL¹, à Lorient, dont le travail est d’étudier les propriétés des métaux à leur état liquide. Le projet, baptisé Carmélide, a été retenu pour faire partie de la dernière campagne de vol en apesanteur du Cnes². Durant trois jours et 93 paraboles dans les airs, ils ont embarqué dans l’avion Zero G avec une dizaine d’autres équipes scientifiques pour tester leurs protocoles expérimentaux.

Lévitation aérodynamique

Mais pourquoi se compliquer autant la tâche ? Parce que pour étudier du métal si chaud, il faut le mettre en lévitation grâce à du gaz : impossible autrement de tenir l’échantillon durant les mesures. « Mais sur Terre, la force de gravitation attire cette lourde goutte de métal vers le bas, elle s’écrase en quelque sorte sur elle-même et ne peut pas vibrer librement, donc il est impossible d’en mesurer la viscosité, explique le scientifique. La seule solution, c’est de supprimer la pesanteur. » Cette mesure est pourtant indispensable pour de nombreux secteurs industriels, en particulier celui du nucléaire, pour lequel connaître le comportement d’un métal chauffé est un véritable enjeu de sûreté. Mais avant de réussir à faire décoller métaux et scientifiques, les préparatifs ont duré six bons mois : les défis techniques de l’installation d’un tel dispositif dans un avion sont nombreux et ont donné du fil à retordre aux équipes. « L’un des gros challenges de notre côté a été d’être capables d’enchaîner les expériences à deux minutes d’intervalle quand sur Terre, cette phase dure environ deux heures, le temps d’enregistrer les données, de changer les échantillons, de régler le laser… Dans l’avion, chacun jouait un rôle précis. Heureusement que personne n’a été sérieusement malade ! »

Accélération résiduelle

Les résultats sont-ils déjà là ? « On peut dire que l’expérience a fonctionné à 90 %, ce qui est déjà plus que ce que l’on pouvait raisonnablement espérer étant donné sa complexité, rapporte Mickael Courtois. Tout ce que nous avions prévu a fonctionné, mais nous avons sous-estimé l’accélération résiduelle³ de l’avion, et les billes n’étaient pas suffisamment stables pour nous permettre d’effectuer nos mesures. » Il se dit pourtant confiant : en changeant le type de buse qui insuffle le gaz stabilisateur, ils devraient parvenir à leurs fins. Pour avoir le fin mot de l’histoire, il faudra attendre la campagne de vols paraboliques d’octobre prochain, pour laquelle l’équipe est d’ores et déjà sélectionnée.