Une équipe du CSIC développe avec Nanostine, soutenue par l'Agence spatiale européenne, un revêtement en nanoparticules d'or et d'argent qui bloque l'effet multipactor des communications satellites
L'effet multipactor figure depuis plus de 40 ans parmi les sujets de préoccupation de l'Agence spatiale européenne (ESA). Il s'agit d'une avalanche d'électrons qui se produit dans le vide, à l'intérieur de composants tels que des antennes ou des guides d'onde, et qui peut finir par endommager irrémédiablement les équipements.
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Pendant des décennies, la solution de référence a consisté à recouvrir ces pièces d'Alodine, un composé à base de chrome qui offre une bonne protection mais qui est nocif pour la santé des personnes qui le manipulent et pour l'environnement. Les autorités européennes poussent depuis longtemps à son interdiction, mais jusqu'ici aucune des alternatives proposées n'était parvenue à égaler ses performances techniques.
Lidia Martínez, chercheuse du CSIC à l'Institut des sciences des matériaux de Madrid (source en espagnol) (ICMM), explique que le secteur avait besoin d'un substitut qui émette peu d'électrons secondaires, car ce sont eux qui déclenchent la réaction en chaîne.
La plupart des tentatives précédentes s'étaient concentrées sur la modification de la surface des matériaux à l'échelle micrométrique, sans obtenir le gain de performance exigé par l'industrie aérospatiale.
Dans ce cas, la taille compte vraiment, et pas seulement le matériau
L'équipe de l'ICMM a décidé de changer d'échelle. Plutôt que de travailler avec des structures micrométriques, elle a mis au point une surface rugueuse au niveau nanométrique, c'est-à-dire présentant des détails de l'ordre du millionième de mètre. Pour y parvenir, les chercheurs ont fabriqué des nanoparticules d'or et d'argent de quatre à huit nanomètres au moyen d'une technique d'ultra-haut vide connue sous le nom de source d'agrégation de gaz, qui permet de déposer les matériaux sans solvants ni résidus.
Résultat : des films poreux et métalliques, chimiquement propres, qui, selon les tests réalisés dans des laboratoires agréés par l'ESA, réduisent d'environ 30 % l'émission d'électrons secondaires par rapport à l'Alodine.
De plus, le fameux point d'énergie de coupure, le seuil à partir duquel le matériau commence à générer plus d'électrons qu'il n'en reçoit, s'améliore jusqu'à 300 % dans certaines configurations.
Les chercheurs ont également soumis les revêtements à des essais de vieillissement de six mois et à des traitements thermiques à 150 ºC, similaires à ceux qu'endure un satellite exposé au soleil. Ils ont constaté que, même si les performances diminuent légèrement avec le temps, elles restent supérieures à celles de l'Alodine fraîchement appliqué.
Du brevet à l'espace, un chemin qui n'est pas encore achevé
Cette technologie fait déjà l'objet d'une demande de brevet européen conjointe entre le CSIC et Nanostine, déposée auprès de l'Office européen des brevets en juillet 2025 et actuellement en cours d'examen.
Nanostine, une spin-off issue du CSIC lui-même, sera chargée de commercialiser le revêtement, principalement à destination du secteur aérospatial. Ce développement a également bénéficié du financement d'un programme de doctorat industriel de la Communauté de Madrid et de l'accompagnement de l'ESA Business Innovation Center, coordonné à Madrid par la fondation Madri+d.
Malgré ces bons résultats, Martínez reste prudente sur les délais : amener un nouveau revêtement jusqu'à son utilisation réelle dans l'espace demande généralement une dizaine d'années de validations.
La chercheuse affirme que l'ESA s'est dite satisfaite de la solution proposée, mais elle insiste sur le fait que le projet doit encore franchir plusieurs étapes avant que ces matériaux puissent voler à bord d'un satellite.