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RÉSUMÉ
Les avancées dans le domaine énergétique obligent à la création de nouvelles générations de matériaux énergétiques conçus pour les applications microsystèmes. Les nanotechnologies, avec les perspectives de maîtrise de la composition et de la structure à l’échelle nanométrique, arrivent à point pour répondre à cette attente. De ce fait, les voies d’amélioration des matériaux conventionnels, mais également celles de synthèse de matériaux nanocomposites thermiques sont nombreuses et prometteuses. Les observations ont établi que certaines des propriétés des matériaux énergétiques, comme la température d’initiation et la vitesse de combustion, sont fortement influencées par l’agencement et l’intimité de contact des constituants.
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INTRODUCTION
Jusque dans les années 1980-1990, les matériaux énergétiques étaient principalement employés dans les applications militaires, spatiales, et quelques applications civiles comme, par exemple, l'industrie minière.
Au début des années 1990, a émergé l'idée d'intégrer, sur les microsystèmes silicium, des matériaux énergétiques dans la perspective de disposer de micro-actionnements locaux dans des volumes extrêmement petits (inférieurs au mm3) et des forces relativement conséquentes (~ 0,1 N).
Aujourd'hui, les applications sont plus exigeantes et supposent de créer de nouvelles générations de matériaux énergétiques strictement conçus pour les applications microsystèmes : il faut assurer à la fois les performances énergétiques et la compatibilité technologique. Dans ce contexte, l'émergence des nanotechnologies ouvre, pour les matériaux énergétiques, de nouvelles perspectives encore inexplorées, celles de créer des matériaux très performants nanostructurés, c'est-à-dire où la composition et la structure sont maîtrisées à l'échelle nanométrique, sinon moléculaire. On peut espérer aussi créer des matériaux énergétiques à décomposition chimique et thermique contrôlées. Le champ à explorer est extrêmement vaste.
On peut ici utilement le réduire en considérant prioritairement les matériaux énergétiques déjà utilisés en microélectronique. Le dossier propose une exploration complète de l'apport potentiel des nanotechnologies dans le domaine des matériaux énergétiques intégrables, à partir des résultats des premiers travaux de recherche publiés.
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6. Conclusion
Nous avons exploré dans ce dossier l'usage des matériaux énergétiques pour les applications microsystèmes, en analysant à la fois leurs propriétés énergétiques et leur aptitude à l'intégration microsystème.
La nanostructuration de matériaux énergétiques est un domaine de recherche jeune mais très dynamique. Les observations empiriques établissent sans conteste que certaines propriétés des matériaux énergétiques, comme la température d'initiation et la vitesse de combustion sont grandement influencées par les caractéristiques dimensionnelles des constituants, leur agencement et leur intimité de contact. Ainsi, l'essor des nanosciences et des nanotechnologies offrent aux chercheurs des outils puissants permettant l'élaboration de matériaux énergétiques « à la carte » à performances contrôlées et compatibles avec leur intégration microsystèmes.
Pour les années à venir, répondre aux attentes des applications multiples impliquera d'abord de progresser dans la maîtrise des procédés micro et nanotechnologiques et, aussi, de s'aider des outils émergents de modélisation à l'échelle atomique et moléculaire afin de mieux comprendre les interactions aux interfaces.
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BIBLIOGRAPHIE
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(5) - LINDSAY (W.), TEASDALE (D.), MILANOVIC (V.), PISTER (K.), PELLO (C.F.) - Thrust and Electrical Power from Solid Propellant Microrockets. - ...
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