LE PROBLÈME

L'espace est un environnement à haut risque de rayonnement.

Les engins spatiaux et leurs habitats sont constamment exposés à de multiples formes de rayonnement :

• Événements de particules solaires (EPS) : intenses éruptions de particules de haute énergie provenant du Soleil

• Rayonnement cosmique galactique (RCG) : rayonnement constant de haute énergie provenant de l’extérieur du système solaire

• Rayonnement secondaire : neutrons et rayons gamma nocifs générés par l’interaction du rayonnement avec les matériaux des engins spatiaux et les surfaces planétaires

Contrairement à la Terre, l’espace profond ne présente aucune protection naturelle. Les matériaux conventionnels ne suffisent pas à atténuer pleinement les risques liés à une exposition prolongée.

POURQUOI C'EST IMPORTANT

Les radiations limitent l'avenir de l'exploration spatiale

L'exposition aux rayonnements de haute énergie entraîne :

• Un risque accru de cancer à long terme pour les astronautes

• Une dégradation des systèmes électroniques sensibles et des systèmes de survie

• Une fiabilité réduite des vaisseaux spatiaux et des habitats de surface

• Une augmentation du coût et de la complexité des missions due aux exigences de blindage

Le rayonnement cosmique galactique (RCG), en particulier, est très pénétrant et demeure l'une des sources de rayonnement spatial les plus difficiles à atténuer.

NOTRE SOLUTION

Matériaux nano-ingénierie pour la protection des espaces multifonctionnels

Nos systèmes nanoadditifs avancés sont conçus pour les applications aérospatiales de nouvelle génération, combinant plusieurs fonctions critiques sur une seule plateforme matérielle :

• Atténuation des rayonnements : réduction de l’exposition aux rayonnements primaires et secondaires

• Conception légère : masse structurelle réduite pour une consommation de carburant et une autonomie accrues

• Renforcement mécanique : durabilité accrue lors du lancement, du vol spatial et de l’atterrissage

• Stabilité thermique : résistance aux variations de température extrêmes en milieu spatial

Ces matériaux sont conçus pour être intégrés aux structures des engins spatiaux, aux habitats, aux combinaisons spatiales et aux systèmes d'exploration planétaire.

Conçu pour la prochaine ère des infrastructures spatiales

Notre technologie soutient les missions de longue durée vers la Lune, Mars et l'espace lointain en permettant des systèmes plus légers, plus sûrs et plus résistants, capables de fonctionner dans des environnements de radiation extrêmes.

CERAM QUANT-EXPLORE™

Rôle : Système intégré de matériaux quantiques pour la résilience en environnement spatial

Applications cibles :

Sondes spatiales d’exploration spatiale lointaine

Systèmes de surface lunaire et martienne

Infrastructures satellitaires et orbitales

Architectures de charges utiles sensibles aux radiations

Fonction : Assure l’intégration au niveau système de matériaux quantiques conçus pour gérer les contraintes couplées dues aux radiations, à la température et à l’environnement tout au long du cycle de vie des missions.

VALEUR AU NIVEAU DU SYSTÈME

Dans l'ensemble de son portefeuille, la division spatiale de NANOARC permet :

• Dépendance réduite aux architectures de blindage monolithiques grâce à l'intégration de matériaux quantiques

• Performances améliorées en environnements de rayonnement à champs mixtes

• Stabilité structurelle et de surface renforcée sur le long terme

• Masse du système réduite grâce à une utilisation plus efficace des matériaux fonctionnels

• Adaptation aux applications spécifiques en environnements orbitaux, lunaires, martiens et spatiaux lointains

CERAM QUANT-NEUTRON™

Additif de blindage contre les radiations nanostructuré 1D pour systèmes aérospatiaux avancés

CERAM QUANT-NEUTRON™ est un matériau nanostructuré 1D sans ligand, conçu pour des applications de blindage contre les radiations légères dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'exploration spatiale et des environnements extrêmes.

Fourni sous forme de nanopoudre blanche à blanc crème, ce matériau est constitué de nanostructures à fort rapport d'aspect, d'un diamètre moyen d'environ 4 nm et d'une longueur moyenne d'environ 500 nm. Sa morphologie 1D optimisée permet une intégration fonctionnelle efficace à faible dose, une interaction matricielle renforcée et une meilleure dispersion au sein de systèmes composites avancés.

Conçu pour une protection légère contre les radiations

Les environnements spatiaux exposent les véhicules, les habitats et les systèmes critiques à un rayonnement persistant de haute énergie et à un flux de neutrons secondaires générés par les interactions des particules avec les matériaux de structure.

CERAM QUANT-NEUTRON™ est conçu pour prendre en charge les architectures de blindage multifonctionnelles de nouvelle génération grâce à :

• Intégration efficace à faible charge dans les revêtements et les composites

• Dispersion et interaction interfaciale améliorées grâce à des surfaces sans ligands

• Besoins réduits en additifs par rapport aux charges conventionnelles à l'échelle micrométrique

• Support de blindage léger pour les systèmes aérospatiaux sensibles à la masse

Avantages en matière de performance

• Réduction de la masse du blindage jusqu'à 45 % par rapport aux architectures de blindage conventionnelles

• Charge d'additifs jusqu'à 30 à 60 % inférieure à celle des systèmes de charges céramiques conventionnels

• Amélioration de l'efficacité de dispersion jusqu'à 20 à 35 % dans les matrices composites avancées

• Architecture nanométrique à rapport d'aspect élevé pour une meilleure distribution fonctionnelle

• Compatibilité accrue avec les systèmes de matériaux multifonctionnels légers

Intégration recommandée

Revêtements

Plage de charge typique : 0,5 à 3 % en poids

Composites structuraux

Plage de charge typique : 1 à 8 % en poids

Spécifications des matériaux

• Morphologie : Nanostructures 1D

• Dimensions moyennes : ~4 nm de diamètre × ~500 nm de longueur

• État de surface : Sans ligand

• Aspect : Nanopoudre blanche à blanc crème

• Forme : Nanomatériau dispersible à sec

Domaines d'application

• Systèmes de blindage pour engins spatiaux et satellites

• Composites structuraux aérospatiaux

• Revêtements résistants aux radiations

• Systèmes d'habitat et d'exploration

• Architectures de protection électronique

• Systèmes de blindage multifonctionnels et légers

Conçu pour l'avenir des systèmes spatiaux

CERAM QUANT-NEUTRON™ permet une protection contre les radiations légère et à haute efficacité grâce à une ingénierie nanométrique avancée, favorisant un fonctionnement plus sûr et plus économe en masse dans les environnements aérospatiaux et spatiaux extrêmes.

CERAM QUANT-GAMMA™

Additif nanostructuré sans ligand pour une protection avancée contre les rayonnements photoniques

CERAM QUANT-GAMMA™ est un additif nanostructuré haute performance sans ligand, conçu pour l'atténuation légère des rayons gamma et X dans les systèmes aérospatiaux et spatiaux de pointe.

Composé de nanoparticules ultrafines d'environ 10 nm, CERAM QUANT-GAMMA™ est conçu pour une intégration efficace dans les revêtements, les polymères, les céramiques et les architectures composites multifonctionnelles, là où les solutions de blindage conventionnelles à base de métaux lourds engendrent des contraintes structurelles et de masse excessives.

Conçu pour les environnements de rayonnement spatial

Les missions spatiales lointaines exposent les engins spatiaux, leurs habitats et leurs systèmes électroniques à un rayonnement ionisant persistant, notamment aux émissions secondaires de rayons gamma et X générées par les interactions de particules de haute énergie au sein des matériaux de structure.

CERAM QUANT-GAMMA™ est optimisé pour atténuer les effets de ce rayonnement photonique grâce à :

• Atténuation haute efficacité des rayons gamma et X

• Remplacement léger des systèmes de blindage métallique conventionnels

• Dispersion nanométrique uniforme dans des matrices avancées

• Intégration fonctionnelle à faible dose dans les matériaux aérospatiaux

Avantages en matière de performance

• Réduction de la masse de blindage localisée jusqu'à 40 à 60 % par rapport aux systèmes de blindage métalliques conventionnels

• Couches de blindage jusqu'à 20 à 50 % plus fines que les systèmes à charge micrométrique

• Charge d'additifs jusqu'à 15 à 40 % inférieure grâce à une dispersion nanométrique efficace

• Amélioration de l'efficacité d'atténuation jusqu'à 10 à 30 % par rapport aux systèmes particulaires conventionnels

• Uniformité de revêtement améliorée et intégration composite multifonctionnelle

La surface des nanoparticules sans ligand permet une interaction interfaciale améliorée et une dispersion plus efficace au sein des systèmes de polymères et de matériaux hybrides.

Meilleures applications dans les systèmes spatiaux

CERAM QUANT-GAMMA™ est parfaitement adapté aux applications de blindage photonique localisées et hautes performances, notamment :

• Systèmes de protection électronique des satellites

• Blindage des capteurs et des instruments

• Couches barrières anti-radiations internes des engins spatiaux

• Compartiments électroniques des habitats

• Revêtements aérospatiaux résistants aux radiations

• Composites de blindage multifonctionnels légers

Ce matériau est particulièrement efficace dans les architectures de blindage multicouches où l’atténuation des rayons gamma et X doit être optimisée tout en respectant des contraintes strictes de masse de la charge utile.

Intégration recommandée

Revêtements

Plage de charge typique : 1 à 5 % en poids

Composites structuraux et fonctionnels

Plage de charge typique : 3 à 12 % en poids

Spécifications des matériaux

• Taille des particules : nanoparticules d’environ 10 nm

• État de surface : sans ligand

• Aspect : nanopoudre jaune pâle à jaune

• Forme : nanopoudre sèche dispersible

Conçu pour le blindage aérospatial de nouvelle génération

CERAM QUANT-GAMMA™ permet une protection légère et très efficace contre les rayonnements photoniques pour les systèmes aérospatiaux avancés, assurant un fonctionnement plus sûr, plus léger et plus résistant dans des environnements de rayonnement extrêmes.

CERAM QUANT-SHIELD™

Additif de protection de surface avancés pour environnements aérospatiaux extrêmes

CERAM QUANT-SHIELD™ est un additif de pointe sans ligand, haute performance, conçu pour la protection des surfaces, la stabilisation environnementale et l'amélioration des revêtements multifonctionnels dans les systèmes aérospatiaux et spatiaux.

Ce matériau se présente sous forme de poudre blanche composée de structures atomiquement minces à fort rapport d'aspect, dont les dimensions latérales peuvent atteindre ~2 µm et la surface spécifique d'environ 65 m²/g. Cette structure permet un contact interfacial exceptionnel, une dispersion uniforme et une efficacité optimale à faible concentration dans les systèmes de revêtements et composites de pointe.

Conçu pour résister aux conditions environnementales spatiales

Les surfaces des engins spatiaux et des habitats sont constamment exposées aux rayonnements ultraviolets, à l'oxygène atomique, aux cycles thermiques et aux mécanismes de dégradation de surface induits par les radiations, ce qui réduit progressivement les performances des matériaux au fil du temps.

CERAM QUANT-SHIELD™ est conçu pour améliorer la résilience des surfaces à long terme grâce à :

• Résistance accrue à la dégradation des matériaux induite par les ultraviolets

• Durabilité améliorée du revêtement en conditions de vieillissement accéléré

• Stabilisation des surfaces de polymères et de composites hybrides sous irradiation

• Renforcement des performances de barrière contre la dégradation environnementale

Avantage structurel

L'architecture atomiquement mince et à rapport d'aspect élevé, ainsi que la grande surface spécifique de ce matériau, permettent :

• Une dispersion exceptionnelle au sein des systèmes de revêtement et de polymères

• Une efficacité de contact interfaciale élevée, même à très faible concentration

• La formation de réseaux de surface continus et protecteurs

• Une réduction des microfissures et une intégrité du revêtement améliorée dans le temps

• Une uniformité de barrière accrue pour les applications en couches minces

Ces caractéristiques garantissent des performances optimales sans nécessiter de fortes concentrations d'additifs.

Intégration recommandée

Revêtements

• Plage de charge typique : 0,5 à 3 % en poids

• Optimisé pour les surfaces externes des engins spatiaux, les enveloppes d’habitat et les revêtements protecteurs

Composites structuraux et fonctionnels

• Plage de charge typique : 1 à 6 % en poids

• Convient aux composites aérospatiaux multifonctionnels nécessitant une stabilité environnementale

Avantages en termes de performances (gains estimés au niveau du système)

Correctement dispersé dans des matrices de qualité aérospatiale, CERAM QUANT-SHIELD™ offre :

• Amélioration de la résistance à la dégradation par les ultraviolets jusqu'à 30 à 45 %

• Durée de vie opérationnelle du revêtement en environnement spatial jusqu'à 20 à 35 %

• Réduction de la microfissuration de surface et des défaillances liées à la fatigue jusqu'à 15 à 30 %

• Efficacité de dispersion améliorée jusqu'à 20 à 40 % par rapport aux additifs particulaires classiques

• Unité de barrière et efficacité de couverture de surface améliorées jusqu'à 25 à 40 %

Profil de force fonctionnelle

CERAM QUANT-SHIELD™ est optimisé pour :

• La protection des surfaces externes des engins spatiaux

• La résistance aux UV et au rayonnement solaire

• La stabilisation environnementale en conditions orbitales et planétaires

• La durabilité du revêtement sous cycles thermiques et exposition au vide

• Le renforcement des surfaces polymères et composites

Il est conçu comme additif de protection de couche externe primaire au sein d’architectures de blindage aérospatial intégrées.

Intégration dans les systèmes spatiaux multicouches

CERAM QUANT-SHIELD™ offre des performances optimales en tant que couche fonctionnelle externe dans les systèmes de blindage avancés :

1. Couche externe : protection contre les agressions environnementales et les UV (CERAM QUANT-SHIELD™)

2. Couche intermédiaire : système d’atténuation du rayonnement

3. Couche interne : couche secondaire d’atténuation du rayonnement

4. Âme structurelle : composite léger et porteur

Cette configuration protège les couches de blindage plus profondes de la dégradation, améliorant ainsi la durée de vie globale du système et la stabilité de ses performances.

Conçu pour les surfaces aérospatiales de nouvelle génération

CERAM QUANT-SHIELD™ permet une protection de surface légère et durable pour les engins spatiaux, les habitats et les structures aérospatiales, améliorant la durabilité opérationnelle et la résistance environnementale dans des conditions spatiales extrêmes tout en maintenant un impact de masse minimal.

CERAM QUANT-PROTECT™

Additif de stabilisation structurale nanométrique avancés pour environnements aérospatiaux extrêmes

CERAM QUANT-PROTECT™ est une nanopoudre blanche haute performance sans ligand, conçue pour la stabilisation structurelle, la résistance aux chocs thermiques et l'amélioration de la durabilité à long terme des systèmes aérospatiaux et spatiaux de pointe. Ce matériau est composé de nanoparticules uniformes d'un diamètre moyen d'environ 10 nm et d'une surface spécifique d'environ 90 m²/g, permettant une interaction interfaciale très efficace et un renforcement à faible charge au sein des revêtements et des structures composites.

Conçu pour les conditions spatiales extrêmes

Les systèmes des engins spatiaux et des habitats sont exposés à des cycles thermiques extrêmes, au vide spatial, à la fatigue des matériaux induite par les radiations et aux contraintes mécaniques. Ces effets combinés entraînent fréquemment des microfissures, un délaminage intercouche et une dégradation progressive des matériaux de surface et de structure au fil du temps.

CERAM QUANT-PROTECT™ est conçu pour renforcer la stabilité structurale à l'échelle nanométrique et améliorer la résilience des matériaux à long terme dans ces conditions extrêmes.

Principaux avantages fonctionnels

• Résistance accrue aux cycles thermiques et aux chocs thermiques

• Suppression améliorée de l'amorçage et de la propagation des microfissures

• Intégrité structurelle renforcée des revêtements polymères et composites

• Stabilisation des interfaces multicouches sous contraintes mécaniques et environnementales

• Durée de vie opérationnelle prolongée des systèmes de surface aérospatiaux

La surface spécifique élevée et les dimensions nanométriques permettent un contact interfacial dense avec les matrices hôtes, favorisant une distribution efficace des contraintes et une cohésion mécanique améliorée.

Intégration recommandée

Revêtements

Plage de charge typique : 1 à 4 % en poids

Optimisé pour les revêtements externes de véhicules spatiaux et les couches barrières environnementales

Composites structuraux et fonctionnels

Plage de charge typique : 2 à 8 % en poids

Convient aux structures aérospatiales légères et aux peaux composites protectrices

Ces faibles exigences de charge sont rendues possibles par une surface spécifique élevée et un renforcement efficace à l’échelle nanométrique.

Avantages en matière de performance

Correctement dispersé dans des matrices de qualité aérospatiale, CERAM QUANT-PROTECT™ offre :

• Amélioration de la résistance aux cycles thermiques de 30 à 60 %

• Réduction du taux de formation de microfissures de 25 à 50 %

• Amélioration de la durée de vie en fatigue du revêtement de 20 à 40 %

• Amélioration de la stabilité d'adhérence intercouche de 15 à 35 %

• Amélioration de l'efficacité de dispersion de 20 à 45 % par rapport aux additifs céramiques conventionnels à l'échelle micrométrique

Rôle fonctionnel dans les systèmes spatiaux

CERAM QUANT-PROTECT™ est un additif de durabilité structurelle et d'allongement de la durée de vie conçu pour assurer la stabilité mécanique à long terme des matériaux aérospatiaux exposés à des environnements opérationnels extrêmes.

Il est particulièrement efficace dans les cas suivants :

• Réduction de la dégradation des revêtements sous l'effet de cycles thermiques répétés

• Renforcement des architectures de blindage multicouches pour l'aérospatiale

• Amélioration de la stabilité de surface à long terme sous vide et en environnement radiatif

• Amélioration de la résistance à la fatigue des systèmes structuraux composites

Rôle d'intégration système

CERAM QUANT-PROTECT™ fonctionne comme une couche de stabilisation structurelle au sein de systèmes de matériaux aérospatiaux multifonctionnels avancés, soutenant les performances et l'intégrité à long terme des couches de blindage fonctionnelles environnantes.

Conçu pour les missions aérospatiales de longue durée

CERAM QUANT-PROTECT™ permet de créer des systèmes de matériaux légers et très résistants, capables de maintenir leur intégrité structurelle et leur stabilité de performance tout au long d'une exposition prolongée à des conditions spatiales extrêmes, notamment les cycles thermiques, le vide et les contraintes matérielles induites par les radiations.

CERAM QUANT-EXPLORE™

Système intégré de protection multicouche contre les radiations et les environnements extrêmes

CERAM QUANT-EXPLORE™ est un système additif modulaire conçu pour la protection complète des engins spatiaux, des habitats planétaires et des systèmes électroniques aérospatiaux de haute fiabilité opérant dans l'espace lointain et les environnements planétaires.

Ce système est formulé selon une architecture de mélange multifonctionnelle ajustable, permettant une atténuation ciblée des éruptions de particules solaires, du rayonnement cosmique galactique, des ceintures de radiation piégées et des cascades de rayonnement secondaires, tout en offrant une résistance aux ultraviolets, à l'oxygène atomique, aux cycles thermiques et à la fatigue des matériaux à long terme.

Au lieu de reposer sur un seul matériau, CERAM QUANT-EXPLORE™ est conçu comme un système performant multicouche, où chaque composant fonctionnel répond à un facteur de contrainte environnemental spécifique.

OPTIONS DE FORMULATION DU SYSTÈME

1. MÉLANGE D'EXPLORATION SPATIALE PROFONDE (GCR + SPE dominants)

Recommandé pour : engins spatiaux interplanétaires, modules d'équipage, véhicules de transit martien

Composition (en poids)

• 45–60 % de matrice de modération du rayonnement primaire

• 15–25 % de phase d'atténuation des neutrons (CERAM QUANT-NEUTRON™)

• 10–15 % de phase d'atténuation des photons (CERAM QUANT-GAMMA™)

• 5–10 % de phase de stabilisation structurelle (CERAM QUANT-PROTECT™)

• 3–8 % de phase de protection de surface contre les agressions environnementales (CERAM QUANT-SHIELD™)

Résultat recherché

• Pénétration réduite des particules de haute énergie

• Suppression des cascades secondaires de neutrons et de photons

• Résilience structurelle améliorée sur le long terme

2. MÉLANGE DE CEINTURE DE RADIATION EN ORBITE TERRESTRE (systèmes LEO / MEO)

Recommandé pour : satellites, stations spatiales, infrastructures orbitales

Composition (en poids)

• Matrice de modération du rayonnement primaire : 35–50 %

• Phase d’atténuation des photons : 10–20 % (CERAM QUANT-GAMMA™)

• Phase d’atténuation des neutrons : 10–15 % (CERAM QUANT-NEUTRON™)

• Phase de stabilisation structurelle : 10–20 % (CERAM QUANT-PROTECT™)

• Phase de protection de surface contre les agressions environnementales : 5–15 % (CERAM QUANT-SHIELD™)

Résultat visé

• Réduction des effets du rayonnement des électrons et protons piégés

• Atténuation des photons secondaires générés par le rayonnement de freinage

• Amélioration de la durée de vie des revêtements et des composants électroniques en orbite

3. MÉLANGE D'EXPLORATION DE LA SURFACE PLANÉTAIRE (Lune / Mars)

Recommandé pour : habitats, abris de surface, structures intégrées au régolithe

Composition (en poids)

• Matrice de modération du rayonnement primaire : 40–55 %

• Phase d’atténuation des neutrons : 15–25 % (CERAM QUANT-NEUTRON™)

• Phase de stabilisation structurelle : 10–15 % (CERAM QUANT-PROTECT™)

• Phase d’atténuation des photons : 5–10 % (CERAM QUANT-GAMMA™)

• Phase de protection des surfaces contre les agressions environnementales : 5–15 % (CERAM QUANT-SHIELD™)

Résultat visé

• Réduction de l'albédo des neutrons secondaires émis par les surfaces planétaires

• Structures stabilisées sous des cycles thermiques extrêmes

Résistance accrue aux UV et à la dégradation environnementale de surface

4. MÉLANGE DE PROTECTION POUR ÉLECTRONIQUE HAUTE SENSIBILITÉ

Recommandé pour : avionique, détecteurs, capteurs, charges utiles scientifiques

Composition (en poids)

• Matrice de modération du rayonnement primaire : 30–45 %

• Phase d’atténuation des photons : 20–30 % (CERAM QUANT-GAMMA™)

• Phase de stabilisation structurelle : 10–20 % (CERAM QUANT-PROTECT™)

• Phase d’atténuation des neutrons : 5–10 % (CERAM QUANT-NEUTRON™)

• Phase de protection des surfaces contre les agressions environnementales : 5–10 % (CERAM QUANT-SHIELD™)

Résultat visé

• Réduction du bruit du signal induit par les radiations

• Amélioration de la stabilité du détecteur et de la conservation de l'étalonnage

Amélioration de l'uniformité du blindage dans les systèmes compacts

RÔLES DU SYSTÈME FONCTIONNEL

• Matrice de modération du rayonnement primaire : réduit la pénétration des particules de haute énergie (rayonnements cosmiques galactiques et particules de surface)

• CERAM QUANT-NEUTRON™ : capture de neutrons secondaires et suppression des cascades

• CERAM QUANT-GAMMA™ : atténuation des photons (gamma/rayons X) et contrôle du rayonnement de freinage

• CERAM QUANT-PROTECT™ : intégrité structurelle sous contraintes thermiques et dommages dus aux radiations

• CERAM QUANT-SHIELD™ : résistance aux UV et stabilisation de surface environnementale

PRINCIPE D'ARCHITECTURE SYSTÈME

CERAM QUANT-EXPLORE™ fonctionne comme un système de blindage multifonctionnel à gradient, conçu pour : ralentir les particules incidentes de haute énergie → absorber le rayonnement secondaire → prévenir la dégradation structurelle → maintenir l’intégrité du système à long terme

RÉSULTATS DE PERFORMANCE

Correctement intégré, CERAM QUANT-EXPLORE™ permet :

• Réduction de l'exposition cumulative aux rayonnements dans l'espace lointain

• Suppression améliorée des cascades secondaires de neutrons et de photons

• Durée de vie opérationnelle prolongée des structures et revêtements des engins spatiaux

• Stabilité accrue des systèmes électroniques et de capteurs

• Masse du système réduite par rapport aux solutions de blindage monolithiques classiques

CONÇU POUR LES MISSIONS SPATIALES DE PROCHAINE GÉNÉRATION

CERAM QUANT-EXPLORE™ fournit une architecture de matériaux unifiée pour les missions d'exploration de longue durée, permettant des systèmes de vaisseaux spatiaux et d'habitats plus sûrs, plus légers et plus durables opérant en orbite terrestre, lunaire, martienne et dans l'espace lointain.