Depuis plus de quatre décennies, l'Agence spatiale européenne (ESA) surveille de près un phénomène redouté dans l'industrie aérospatiale : l'effet multipactor. Comme le rapporte Euronews FR, il s'agit d'une avalanche d'électrons qui se produit dans le vide, à l'intérieur de composants comme les antennes ou les guides d'onde des satellites. Cette réaction en chaîne, si elle n'est pas maîtrisée, peut endommager irrémédiablement les équipements électroniques en orbite.
Ce qu'il faut retenir
- Une équipe de recherche espagnole, associant le CSIC et la société Nanostine, a développé un revêtement innovant à base de nanoparticules d'or et d'argent pour lutter contre l'effet multipactor.
- Ce matériau réduit de 30 % l'émission d'électrons secondaires par rapport à l'Alodine, solution actuelle à base de chrome, tout en améliorant de 300 % le seuil d'énergie de coupure dans certaines configurations.
- Les tests, menés dans des laboratoires agréés par l'ESA, confirment une résistance accrue aux conditions extrêmes, similaires à celles rencontrées par un satellite en orbite.
- Une demande de brevet européen a été déposée en juillet 2025 entre le CSIC et Nanostine, tandis que la commercialisation est prévue pour le secteur aérospatial.
- Malgré des résultats prometteurs, la mise en service opérationnelle dans l'espace pourrait encore nécessiter une dizaine d'années de validations.
Pendant des années, la solution retenue pour contrer ce phénomène reposait sur l'Alodine, un composé à base de chrome. Si ce matériau offrait une protection efficace, il présentait deux inconvénients majeurs : sa toxicité pour les manipulateurs et son impact environnemental. Les autorités européennes ont donc poussé à son remplacement, sans succès jusqu'à présent. Aucune alternative n'avait réussi à égaler ses performances techniques.
Lidia Martínez, chercheuse au CSIC et membre de l'Institut des sciences des matériaux de Madrid (ICMM), explique que la clé résidait dans la réduction de l'émission d'électrons secondaires, ces particules déclenchant la réaction en chaîne. Les tentatives précédentes se sont heurtées à des limites, car elles se concentraient sur des modifications de surface à l'échelle micrométrique, sans atteindre les gains nécessaires pour répondre aux exigences de l'industrie spatiale.
Une avancée technologique basée sur la nanotechnologie
C'est en changeant d'échelle que l'équipe de l'ICMM a obtenu des résultats probants. Au lieu de travailler avec des structures micrométriques, les chercheurs ont conçu une surface rugueuse à l'échelle nanométrique, c'est-à-dire des détails mesurant quelques millionièmes de mètre. Pour y parvenir, ils ont utilisé des nanoparticules d'or et d'argent d'une taille comprise entre quatre et huit nanomètres, fabriquées grâce à une technique d'ultra-haut vide appelée source d'agrégation de gaz. Cette méthode permet de déposer les matériaux sans solvants ni résidus, garantissant des films poreux et métalliques chimiquement purs.
Les tests réalisés dans des laboratoires agréés par l'ESA ont révélé une réduction de 30 % de l'émission d'électrons secondaires par rapport à l'Alodine. Plus impressionnant encore, le point d'énergie de coupure, ce seuil à partir duquel le matériau commence à générer davantage d'électrons qu'il n'en reçoit, s'est amélioré jusqu'à 300 % dans certaines configurations. Les chercheurs ont également soumis ces revêtements à des essais de vieillissement de six mois et à des traitements thermiques à 150 °C, reproduisant les conditions extrêmes subies par un satellite exposé au soleil. Les performances, bien que légèrement réduites avec le temps, sont restées supérieures à celles de l'Alodine fraîchement appliquée.
« Le secteur avait besoin d'un substitut qui émette peu d'électrons secondaires, car ce sont eux qui déclenchent la réaction en chaîne. »
Lidia Martínez, chercheuse au CSIC
Un brevet en cours d'examen et une commercialisation à venir
La technologie développée fait déjà l'objet d'une demande de brevet européen conjointe entre le CSIC et Nanostine. Deposée auprès de l'Office européen des brevets en juillet 2025, cette demande est actuellement en cours d'examen. La spin-off issue du CSIC sera chargée de commercialiser ce revêtement, principalement destiné au secteur aérospatial. Ce projet a bénéficié du soutien d'un programme de doctorat industriel de la Communauté de Madrid, ainsi que de l'accompagnement de l'ESA Business Innovation Center, coordonné à Madrid par la fondation Madri+d.
Malgré ces avancées significatives, Lidia Martínez reste prudente quant aux délais. Elle souligne que l'intégration d'un nouveau revêtement dans des missions spatiales nécessite généralement une décennie de validations rigoureuses. La chercheuse précise que l'ESA s'est dite satisfaite des résultats obtenus, mais que plusieurs étapes restent à franchir avant que ces matériaux ne soient embarqués à bord d'un satellite.
Cette innovation s'inscrit dans un contexte où l'Europe cherche à renforcer son autonomie stratégique dans le domaine spatial. Entre les tensions géopolitiques et la montée en puissance de concurrents comme la Chine ou les États-Unis, la fiabilité des satellites européens devient un enjeu crucial. Les prochaines années seront déterminantes pour savoir si ce bouclier nanométrique parviendra à s'imposer comme la nouvelle référence en matière de protection des équipements spatiaux.
L'Alodine, bien qu'efficace pour protéger les satellites de l'effet multipactor, est un composé à base de chrome dont la manipulation présente des risques pour la santé humaine et l'environnement. Les autorités européennes ont donc encouragé son remplacement par des alternatives moins toxiques, tout en exigeant des performances techniques équivalentes ou supérieures.
