EP4698834A1 - Système spatial de refroidissement cryogénique d'un équipement à refroidir et procédé de séparation d'un couplage thermique entre un cryogénérateur et un équipement à refroidir - Google Patents

Abstract

Système spatial de refroidissement cryogénique avec système de gestion (1) d'un couplage thermique entre un lien thermique (4) et un doigt (2; 3) d'un cryogénérateur ou d'un équipement à refroidir comportant : - un système de fixation (5) configuré pour assurer, dans un état de prétension, un couplage direct entre le doigt (2; 3) et le lien thermique (4), dans une configuration de couplage; - un système de séparation (6) configuré pour réduire ou supprimer l'état de prétension du système de fixation (5) afin de réduire ou supprimer le couplage entre le doigt (2; 3) et le lien thermique (4), dans une configuration de séparation.

Description

Description

SYSTÈME SPATIAL DE REFROIDISSEMENT CRYOGÉNIQUE D'UN ÉQUIPEMENT À REFROIDIR ET PROCÉDÉ DE SÉPARATION D'UN COUPLAGE THERMIQUE ENTRE UN CRYOGÉNÉRATEUR ET UN ÉQUIPEMENT À REFROIDIR

Domaine technique

[0001] La présente divulgation relève du domaine de la thermo-mécanique, notamment du refroidissement cryogénique d’équipements spatiaux. La présente divulgation peut être appliquée à tout système de refroidissement présentant une redondance de la machine cryogénique. En particulier, la présente divulgation concerne un système de gestion d’un couplage thermique entre un lien thermique et un doigt d’un cryogénérateur ou d’un équipement à refroidir ainsi qu’un système spatial de refroidissement cryogénique comportant un tel système de gestion.

Technique antérieure

[0002] Il est connu, pour refroidir un équipement spatial, de mettre en oeuvre un système de refroidissement comportant un cryostat et deux cryogénérateurs, encore appelés cryocoolers ou cryorefroidisseurs.

[0003] La présence de deux cryogénérateurs est une sécurité en cas de panne de l’un des deux cryogénérateurs et constitue ce qu’on appelle communément une redondance.

[0004] Les deux cryogénérateurs peuvent fonctionner selon le principe désigné par redondance froide. Dans ce cas, l’un des deux cryogénérateurs fournit 100% de l’énergie de refroidissement tandis que l’autre cryogénérateur n’est utilisé qu’en cas de panne.

[0005] Un autre principe de fonctionnement des deux cryogénérateurs est désigné par redondance chaude. Ce principe consiste à faire fonctionner simultanément les deux cryogénérateurs par exemple pour fournir chacun 50% de l’énergie de refroidissement. En cas de défaillance d’un des deux cryogénérateurs, l’autre des deux cryogénérateurs est alors sollicité pour fournir 100% de l’énergie de refroidissement. La présente divulgation concerne notamment un système de refroidissement cryogénique fonctionnant selon ce principe de redondance chaude.

[0006] Un problème qui se pose notamment dans la mise en oeuvre d’une redondance froide est la fuite thermique parasite liée au couplage du cryogénérateur non-opérationnel. Dans le cas d’une redondance chaude, cette fuite apparait uniquement en cas de panne d’un cryogénérateur. Pour les deux principes de redondance, cette fuite parasite est un paramètre prépondérant de la performance d’un système de refroidissement présent dans les instruments cryogéniques embarqués sur des engins spatiaux tels que des satellites d’observation de la Terre ou des satellites de missions scientifiques. Cette fuite représente typiquement à elle seule 30% de la puissance cryogénique nécessaire à maintenir l’équipement à refroidir, notamment le système de détection, à sa température opérationnelle. Cette fuite est générée par le cryogénérateur non-opérationnel, c’est-à- dire défaillant ou non utilisé, qui, n’étant pas en service, génère un lien direct entre l’équipement à refroidir, par exemple à 60K, et le reste de l’instrument, par exemple à 293K. La fuite peut éventuellement dégrader la performance de l’instrument et induit nécessairement un surdimensionnement des cryogénérateurs.

[0007] Pour résoudre le problème de fuite thermique en cas de redondance chaude, des solutions d’interrupteurs thermiques ont été envisagées, décrites dans W02007116157 et FR2985004.

[0008] W020071 16157 propose un matériau fragile, typiquement du saphir, sur le chemin thermique entre le cryogénérateur et l’équipement à refroidir. Lorsque le cryogénérateur est défaillant, le matériau fragile est rompu de manière à interrompre le chemin thermique et donc la fuite. Cependant, sa présence dégrade le couplage thermique nominal, notamment au travers de ses deux surfaces de contact. De plus, sa fragilité peut être inadaptée aux environnements mécaniques auxquels sera soumis l’instrument lors du lancement ou en orbite.

[0009] FR2985004 propose un interrupteur thermique basé sur la fusion d’une brasure intégrée entre le cryogénérateur et l’équipement à refroidir, avec un système de chauffage permettant la rupture de cette brasure. Cette solution est peu adaptée aux instruments cryogéniques spatiaux car la fusion de la brasure se fait nécessairement à une température trop élevée qui présente un risque élevé de chauffer l’équipement à refroidir et de le dégrader. Par ailleurs, cette brasure introduit une résistance thermique sur le chemin thermique conductif entre le cryogénérateur et l’équipement à refroidir, dégradant le couplage thermique nominal.

[0010] Il existe ainsi un besoin pour un système spatial de refroidissement cryogénique mettant en oeuvre notamment une redondance chaude, d’amélioration de ses performances.

Résumé

[0011] La présente divulgation vient améliorer la situation.

[0012] Il est proposé un système spatial de refroidissement cryogénique d’un équipement à refroidir, comportant : au moins deux cryogénérateurs étant chacun dans un état opérationnel ou non- opérationnel, les cryogénérateurs étant redondants et configurés pour générer du froid simultanément dans leur état opérationnel, chaque cryogénérateur comprenant un doigt froid, les doigts froids étant reliés à au moins une interface avec l’équipement à refroidir, dans leur état opérationnel, un système de gestion associé à chaque cryogénérateur et piloté en fonction de l’état opérationnel ou non-opérationnel du cryogénérateur associé, chaque système de gestion assurant, lorsque le cryogénérateur associé est à l’état opérationnel, un couplage thermique entre le doigt froid du cryogénérateur associé et ladite interface; le système étant caractérisé en ce que chaque système de gestion comporte : un système de fixation configuré pour assurer, dans un état de prétension du système de fixation, un couplage direct avec le doigt ou ladite interface, à l’état opérationnel du cryogénérateur associé ; un système de séparation configuré pour réduire ou supprimer l’état de prétension du système de fixation afin de réduire ou supprimer le couplage thermique avec le doigt ou ladite interface, à l’état non-opérationnel du cryogénérateur associé, le système de fixation étant disposé de part et d’autre du doigt ou de ladite interface et de façon neutre par rapport à un chemin conductif reliant le doigt et ladite interface, chaque doigt étant relié à ladite interface via un lien thermique appartenant au chemin conductif.

[0013] Selon une particularité de l’invention, le couplage entre le doigt ou l’interface d’une part et le lien thermique d’autre part est réalisé au niveau d’un plan d’interface entre le doigt ou l’interface et le lien thermique.

[0014] En variante, le couplage entre le doigt et le lien thermique peut être réalisé au niveau d’une surface de contact cylindrique entre le doigt et le lien thermique. Le système de fixation peut comporter par exemple une cosse configurée pour entourer le lien thermique et le doigt. La cosse peut comporter par exemple une partie d’anneau ouvert comportant une ouverture et entourant le lien thermique et le doigt et une partie de serrage comportant deux extrémités libres s’étendant à partir de cette ouverture. La tige peut par exemple traverser les deux extrémités libres au moins dans la configuration de couplage. La cosse peut par exemple comporter une fonction de rappel élastique visant à écarter les extrémités libres dans la configuration de séparation.

[0015] Selon une autre particularité de l’invention, au moins un des liens thermiques est disposé de part et d’autre du doigt ou de l’interface, le système de gestion comportant une fonction de rappel élastique configurée pour écarter le doigt ou l’interface et ledit lien thermique disposé de part et d’autre du doigt ou de l’interface, en configuration de séparation.

[0016] Selon une autre particularité de l’invention, la fonction de rappel élastique comporte un ressort tendant à écarter les portions dudit lien thermique disposées de part et d’autre du doigt ou de l’interface, le ressort étant comprimé dans la configuration de couplage.

[0017] Selon une autre particularité de l’invention, la fonction de rappel élastique comporte une raideur dudit lien thermique disposé de part et d’autre du doigt ou de l’interface, ledit lien thermique disposé de part et d’autre du doigt ou de l’interface ayant une orientation tendant à écarter l’une de l’autre les portions dudit lien thermique disposées de part et d’autre du doigt ou de l’interface, en l’absence de contraintes mécaniques.

[0018] Selon une autre particularité de l’invention, le système de fixation comporte une tige et une bague de serrage, la tige étant dans ledit état de prétension dans la configuration de couplage.

[0019] Selon une autre particularité de l’invention, la tige comporte un point faible et le système de séparation est configuré pour rompre la tige au point faible, le système de séparation comportant un dispositif de chauffage et un composant comportant un matériau, du type matériau à mémoire de forme, apte à changer de dimension lorsqu’il est chauffé à une température prédéterminée. [0020] Selon une autre particularité de l’invention, le matériau à mémoire de forme est disposé dans le système de fixation, au moins dans la configuration de couplage, et vient en appui contre au moins une tête à l’extrémité de la tige ou contre la bague de serrage.

[0021] Selon une autre particularité, le système spatial de refroidissement cryogénique selon l’invention comprend un attrape-boulon configuré pour retenir au moins l’un parmi une partie de la tige et la bague de serrage en configuration de séparation.

[0022] Un autre objet de l’invention concerne un procédé de séparation d’un couplage d’un doigt ou d’une interface d’un équipement à refroidir relié à un des cryogénérateurs qui est défaillant, pour réduire ou couper un chemin conductif entre ledit cryogénérateur défaillant et l’équipement à refroidir dans un système spatial de refroidissement (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant : a. détection de défaillance du cryogénérateur; b. activation du système de séparation de manière à réduire ou supprimer le couplage thermique au niveau du doigt ou de l’interface.

Brève description des dessins

[0023] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :

[0024] [Fig. 1] montre schématiquement, en vue de côté et en coupe longitudinale, un exemple de système spatial de refroidissement comportant un exemple de système de gestion d’un couplage thermique entre un lien thermique et un doigt d’un cryogénérateur ou d’un équipement à refroidir.

[0025] [Fig. 2] montre schématiquement, en coupe, un exemple de système de gestion, le doigt et le lien thermique étant dans une configuration de couplage.

[0026] [Fig. 3] est une vue similaire à la figure 2 de l’exemple de système de gestion de la figure 2, le doigt et le lien thermique étant dans une configuration de séparation.

[0027] [Fig. 4] montre schématiquement, en coupe, un exemple de système de gestion, le doigt et le lien thermique étant dans une configuration de couplage.

[0028] [Fig. 5] est une vue similaire à la figure 4 de l’exemple de système de gestion de la figure 4, le doigt et le lien thermique étant dans une configuration de séparation.

[0029] [Fig. 6] montre schématiquement, en coupe, un exemple de système de gestion, le doigt et le lien thermique étant dans une configuration de couplage.

[0030] [Fig. 7] est une vue similaire à la figure 6 de l’exemple de système de gestion de la figure 6, le doigt et le lien thermique étant dans une configuration de séparation.

[0031] [Fig. 8] montre schématiquement, en coupe, un exemple de système de gestion, le doigt et le lien thermique étant dans une configuration de couplage. [0032] [Fig. 9] est une vue similaire à la figure 8 de l’exemple de système de gestion de la figure 8, le doigt et le lien thermique étant dans une configuration de séparation.

Description des modes de réalisation

[0033] Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. À fin de concision, seuls les éléments qui sont utiles à la compréhension du mode de réalisation décrit sont représentés sur les figures et sont décrits de manière détaillée dans la suite.

[0034] Il est maintenant fait référence à la figure 1 . Celle-ci représente un système spatial de refroidissement 100 cryogénique d’un équipement à refroidir 50, par exemple un détecteur ou système de détection ou un système de mesure, par exemple optique. L’équipement à refroidir 50 peut faire partie d’un instrument dont seule une partie, nommée équipement à refroidir, a besoin d’être refroidie à une température inférieure à 200K, notamment inférieure à 150K, voire à une température inférieure à 70K.

[0035] Le système spatial de refroidissement 100 présente une redondance, dite chaude, de la machine cryogénique.

[0036] Le système spatial de refroidissement 100 comporte un cryostat 101 , représenté en pointillés, qui est par définition une enceinte passive ayant pour rôle de limiter le plus possible les fuites thermiques vers l’environnement. Le système spatial de refroidissement 100 comporte deux cryogénérateurs 40 configurés pour générer du froid, par exemple à l’aide d’un compresseur ou autre système à dilution, les cryogénérateurs 40 comportant en outre un doigt 2, qui est un doigt froid 2. Seule une partie de chaque cryogénérateur 40, à savoir le doigt froid 2, a été représentée dans un souci de clarté du dessin.

[0037] Pour chaque cryogénérateur 40, le système spatial de refroidissement 100 comporte un lien thermique 4 et un système de gestion 1 d’un couplage thermique entre le lien thermique 4 et le doigt froid 2 de chaque cryogénérateur 40 ou une interface 3 de l’équipement à refroidir 50. Dans l’exemple illustré, le système de gestion 1 agit au niveau du couplage thermique entre chaque lien thermique 4 et le doigt froid 2 de chaque cryogénérateur 40. Le lien thermique 4 peut être une tresse thermique. C’est un élément conducteur, métallique par exemple, ou carbone pour certaines applications moins froides, c’est-à-dire sur une plage de température comprise entre 150K et 200K. L’interface 3 de l’équipement à refroidir 50 forme une interface du plan focal avec les deux liens thermiques 4 couplés par ailleurs respectivement aux deux cryogénérateurs 40. L’interface 3 est par exemple reliée à un plan focal 51 de l’équipement à refroidir 50 à maintenir à une température par exemple inférieure à 70K.

[0038] Le système de gestion 1 comporte un système de fixation 5 configuré pour assurer, dans un état de prétension, un couplage direct entre le doigt 2 ou l’interface 3, dans cet exemple le doigt froid 2 du cryogénérateur 40, et le lien thermique 4, dans une configuration de couplage, illustrée sur la figure 1 . Le système de gestion 1 comporte encore un système de séparation 6 configuré pour réduire ou supprimer l’état de prétension du système de fixation 5 afin de réduire ou supprimer le couplage thermique au niveau du doigt froid 2 ou de l’interface 3, dans une configuration de séparation, non illustrée dans cet exemple, mais qui sera détaillée par la suite, dans un autre exemple.

[0039] Le lien thermique 4 peut par exemple comprendre une tresse thermique. Le lien thermique peut par exemple comprendre un ou plusieurs caloducs. Le lien thermique peut par exemple comprendre un joint thermique. Le lien thermique peut par exemple comprendre une extrémité de doigt. Le doigt 2 est, par exemple, au moins en partie, mobile ou souple. L’interface 3 est, par exemple, au moins en partie, mobile ou souple. Le lien thermique 4 est, par exemple, au moins en partie, mobile ou souple. La souplesse permet un écartement, par exemple, de quelques micromètres.

[0040] Par la suite les systèmes de gestion du couplage thermique décrits pourront être appliqués indifféremment au doigt froid ou à l’interface de l’instrument à refroidir.

[0041] Le système de fixation 5 est disposé dans cet exemple de part et d’autre du doigt froid 2 et du lien thermique 4. Par ailleurs, le système de fixation 5 est disposé de façon neutre par rapport à un chemin conductif C reliant le doigt froid 2 et l’interface 3 via le lien thermique 4. Autrement dit, il est disposé en parallèle de ce chemin conductif C et ne fait pas partie de celui-ci.

[0042] Dans cet exemple, le système de fixation 5 comporte une tige 7, qui est une tige filetée dans cet exemple, et une bague de serrage 8, qui est un écrou dans cet exemple, la tige 7 étant dans ledit état de prétension dans la configuration de couplage illustrée sur la figure 1 . Cela signifie que la tige 7 et la bague de serrage 8 qui entourent le doigt froid 2 et le lien thermique 4 sont vissées serrées de manière à assurer un couplage mécanique et donc thermique entre le doigt froid 2 et le lien thermique 4 au niveau d’un plan d’interface 15, créant ainsi un chemin thermique optimal en mode nominal. La distance entre le doigt froid 2 et le lien thermique 4 est nulle au niveau du plan d’interface 15, dans la configuration de couplage.

[0043] La tige 7 comporte un point faible 9. Un tel point faible 9 peut être le résultat d’un usinage de la tige 7 de manière à créer une striction formant un point faible en termes de tenue structurelle. Le système de séparation 6 est configuré pour rompre la tige 7 au point faible 9, qui est donc un endroit précis, à une température prédéterminée. Il est à noter que cette rupture est définitive. Il n’est ainsi pas possible de passer de la configuration de séparation à la configuration de couplage sans changer la tige 7, c’est-à-dire sans effectuer une opération de maintenance à terre.

[0044] Pour créer cette rupture de la tige 7 au point faible 9, le système de séparation 6 comporte dans cet exemple un dispositif de chauffage 10 et un composant 11 comportant un matériau, du type matériau à mémoire de forme, apte à changer de dimension lorsqu’il est chauffé à une température prédéterminée.

[0045] Le matériau à mémoire de forme du composant 11 est disposé dans le système de fixation 5, au moins dans la configuration de couplage, et vient en appui contre au moins une tête 12 à l’extrémité de la tige 7 ou contre la bague de serrage 8, dans cet exemple à l’extrémité de la tige 7. Le déclenchement du dispositif de chauffage 10 provoque le changement de dimension du composant 1 1 , créant un effort visant à écarter la tête 12 du lien thermique 4, ce qui provoque la rupture de la tige 7 au point faible 9. La prétension est supprimée et, dans cet exemple, le lien thermique 4 et le doigt froid 2 précédemment couplés sont alors séparés. La distance entre le lien thermique 4 et le doigt froid 2, au moins en certains endroits, est non nulle, étant par exemple de l’ordre du dixième de millimètre. Le couplage mécanique est rompu, réduisant ou rompant de ce fait le couplage thermique. Le chemin conductif C est ainsi interrompu. Il n’y a donc pas de fuite thermique, ou bien cette fuite thermique est minime, dans le cas où il subsiste un contact entre le doigt froid 2 et le lien thermique 4. Les cryogénérateurs n’ont donc pas besoin d’être surdimensionnés. Il est à noter que le fait que le système de gestion 1 soit disposé en parallèle du chemin conductif, et non pas sur le trajet de ce chemin conductif, permet de ne pas détériorer la performance du système spatial de refroidissement 100 en mode nominal.

[0046] Le matériau à mémoire de forme est avantageusement un alliage, choisi typiquement parmi des alliages Ni-Ti (Nickel-Titane) ou de Cu-AI-Ni (Cuivre-Aluminium-Nickel). Ses propriétés intrinsèques induisent un changement soudain de l’arrangement de la matière, notamment des atomes, ce qui crée un changement de dimension lorsqu’il est chauffé à une température comprise sur une plage de valeurs d’au plus quelques degrés Celsius. Cela permet de connaître précisément et donc de maîtriser la température de changement d’état à laquelle le matériau va passer d’un premier état à un deuxième état par changement de l’arrangement de la matière. En commandant le dispositif de chauffage 10, on peut donc aisément et de façon maîtrisée, provoquer un changement d’état du matériau à mémoire de forme de manière à réduire ou supprimer la prétension dans le système de fixation 5. En pratique, la température d’activation peut être définie sur une plage inférieure à 1 °C, c’est-à-dire précisément. Aucune surchauffe de l’équipement à refroidir 50 au- dessus de sa température maximale admissible n’est générée par le système de gestion 1 .

[0047] D’autres matériaux peuvent être envisagés en dehors des matériaux à mémoire de forme, notamment des matériaux à dilatation différentielle, utilisés par exemple pour réaliser la tige 7 pour l’un et pour réaliser la bague de serrage 8 pour l’autre. Par exemple, la tige 7 pourrait être en titane type TA6V (CTE 7 um/m/K) et la bague de serrage 8 pourrait être en acier type A4-70 (CTE 16 um/m/K). Ainsi, en chauffant, la bague de serrage 8 se dilate plus que la tige 7 et un glissement apparaît, faisant perdre la prétension, ou précharge.

[0048] Dans l’exemple illustré sur la figure 1 , le doigt froid 2 et le lien thermique 4 comportent chacun un trou traversant, respectivement 41 et 42. Au moins dans la configuration de couplage, la tige 7 traverse le doigt froid 2 et le lien thermique 4 en s’étendant dans les trous traversants 41 et 42 qui sont alignés entre eux. Le point faible 9 est disposé dans cet exemple au sein du doigt froid 2 à proximité du plan d’interface 15.

[0049] Comme expliqué, l’interface entre le doigt froid 2 et le lien thermique 4 est plane, dans l’exemple de la figure 1 , et forme le plan d’interface 15.

[0050] Dans l’exemple des figures 2 et 3, le couplage entre le doigt froid 2 et le lien thermique 4 est réalisé au niveau d’une surface de contact cylindrique 16 formant l’interface entre le doigt froid 2 et le lien thermique 4. [0051] Par ailleurs, dans cet exemple, le système de fixation 5 comporte une cosse 18 configurée pour entourer le lien thermique 4 et le doigt froid 2. La cosse 18 comporte une partie d’anneau ouvert 19 comportant une ouverture 20 et entourant le lien thermique 4 et le doigt froid 2 et une partie de serrage 21 comportant deux extrémités libres 22 s’étendant à partir de ladite ouverture 20. Dans cet exemple, la tige 7 traverse, par des trous traversants correspondants, les deux extrémités libres 22 au moins dans la configuration de couplage. La figure 2 illustre la configuration de couplage, en mode nominal, le couplage mécanique et donc thermique entre le doigt froid 2 et le lien thermique 4 étant assuré au niveau de la surface de contact cylindrique 16 de manière à créer le chemin conductif souhaité dans cette configuration. La figure 3 illustre la configuration de séparation, après rupture du point faible 9, le couplage mécanique et donc thermique entre le doigt froid 2 et le lien thermique 4 n’existant plus.

[0052] Toujours dans cet exemple, la cosse 18 comporte, en elle-même, par sa raideur par exemple, une fonction de rappel élastique visant à écarter les extrémités libres 22 entre elles dans la configuration de séparation, de manière à assurer de réduire voire annuler tout contact entre le doigt froid 2 et le lien thermique 4. De la même manière, le lien thermique 4 peut être configuré pour comporter une fonction de rappel élastique visant à l’écarter du doigt froid 2 en configuration de séparation.

[0053] Toujours dans cet exemple, le système de gestion 1 comporte un attrape-boulon 25 configuré pour retenir au moins l’un parmi une partie de la tige 7 et la bague de serrage 8 en configuration de séparation. Dans cet exemple, il y a deux attrape-boulon 25, l’un, référencé 25a, étant configuré pour retenir une partie de la tige 7 et la tête 12, et l’autre, référencé 25b, étant configuré pour retenir la bague de serrage 8 solidarisée à une autre partie de la tige 7. Ainsi, en configuration de séparation, aucun élément ne s’échappe librement dans l’enceinte du cryostat.

[0054] Dans l’exemple des figures 4 et 5, le système spatial de refroidissement 100 comporte deux liens thermiques 4, notés 4a et 4b, disposés de part et d’autre du doigt froid 2 et comportant une fonction de rappel élastique 31 configurée pour écarter le doigt froid 2 et le lien thermique 4, en configuration de séparation, cette fonction de rappel élastique 31 comportant dans cet exemple un ressort 32 reliant les deux liens thermiques 4a et 4b, le ressort 32 étant comprimé dans la configuration de couplage. Dès que la prétension est réduite ou supprimée, le ressort 32 agit en écartement des liens thermiques 4 pour réduire ou supprimer le contact des liens thermiques 4a et 4b avec le doigt froid 2.

[0055] Alternativement ou additionnellement, la fonction de rappel élastique 31 peut comporter une raideur des liens thermiques 4a et 4b, les liens thermiques 4a et 4b ayant une orientation tendant à les écarter l’un de l’autre en l’absence de contraintes mécaniques.

[0056] Le ressort 32 peut relier le ou les liens thermiques 4 à d’autres parties structurelles du système spatial de refroidissement 100.

[0057] Les figures 2 et 3 tout comme les figures 4 et 5 illustrent la configuration de couplage et la configuration de séparation. [0058] Le passage de l’une à l’autre se fait à l’aide de la mise en œuvre du procédé de séparation d’un couplage entre un doigt 2 ou une interface 3 d’un des cryogénérateurs 40 qui est défaillant ou de l’équipement à refroidir 50, et un lien thermique 4 assurant le chemin conductif C entre ledit cryogénérateur 40 défaillant et l’équipement à refroidir 50 dans un système spatial de refroidissement 100.

[0059] Un tel procédé comporte d’abord la détection de défaillance d’un des cryogénérateurs 40. Cette détection peut être réalisée par la détection d’une remontée en température de l’équipement à refroidir 50 qui, après investigation, peut être associée à un cryogénérateur défaillant.

[0060] Dans ce cas, le procédé comprend alors l’activation du système de séparation 6 de manière à réduire ou supprimer le couplage entre le cryogénérateur 40 défaillant ou l’équipement à refroidir 50 via le doigt 2 ou l’interface 3, et le lien thermique 4. Cette opération comprend, dans les exemples illustrés, la commande du dispositif de chauffage 10 de manière à provoquer le changement d’état du matériau à mémoire de forme afin de rompre la tige 7 en son point faible 9. Après cette opération, qui n’est pas réversible, comme expliqué plus haut, on supprime tout ou partie de la fuite thermique générée par le cryogénérateur défaillant 40. Ces étapes peuvent être commandées depuis la Terre, à distance du système spatial de refroidissement 100. On répond ainsi à un besoin de déconnecter thermiquement un cryogénérateur défaillant qui devient source de fuite thermique pénalisant la performance.

[0061] Dans l’exemple des figures 6 et 7, le système de gestion 1 diffère de celui des figures 2 et 3 en ce que la cosse 18 comporte une fonction de rappel élastique visant à écarter les extrémités libres 22 l’une de l’autre dans la configuration de séparation illustrée sur la figure 7. Cette fonction de rappel élastique prend dans cet exemple la forme d’un ressort 33 disposé dans l’ouverture 20 s’étendant entre les deux portions de la partie de serrage 21 , dans un état comprimé dans la configuration de couplage illustrée sur la figure 6. Ce ressort 33 est configuré pour se déployer dans la configuration de séparation illustrée sur la figure 7 de manière à écarter les extrémités 22 de la partie de serrage 21 afin de libérer le serrage du lien thermique 4 contre le doigt froid 2.

[0062] Il est à noter par ailleurs dans cet exemple que le lien thermique 4 forme deux liens thermiques 4a et 4b formant des portions annulaires reliées entre elles par des ressorts 34 à l’état comprimé en configuration de couplage sur la figure 6 et déployés dans la configuration de séparation sur la figure 7, car libérés de leur contrainte, et de manière à écarter les liens thermiques 4a et 4b l’un de l’autre et ainsi écarter les liens thermiques 4a et 4b du doigt froid 2.

[0063] L’exemple illustré sur les figures 8 et 9 diffère de celui des figures 4 et 5 en ce que le système de fixation 5 comporte deux tiges filetées 7 disposées parallèlement entre elles, traversant des trous traversants des liens thermiques 4 et du doigt froid 2 correspondants.

[0064] Par ailleurs, dans cet exemple, deux ressorts 32 sont prévus de part et d’autre du doigt froid 2 pour écarter, en configuration de séparation, les liens thermiques 4a et 4b à distance du doigt froid 2 une fois la prétension supprimée par la rupture des tiges 7 à leur point faible 9. [0065] Bien entendu, la présente divulgation n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits.

[0066] En particulier, le composant 11 peut comporter un matériau différent d’un matériau à mémoire de forme. [0067] La tige 7 peut être non pas rompue mais relâchée dans le passage à la configuration de séparation. Dans ce cas, on a une solution sans choc.

[0068] La tige 7 peut être une tige non filetée, par exemple si l’on utilise un rivet.

[0069] Le système de gestion 1 peut être situé au niveau de l’interface 3 de l’équipement à refroidir 50, l’interface 3 formant l’interface de l’équipement à refroidir 50. Dans ce cas, par rapport au système illustré à la figure 1 , l’interface 3 est dupliquée pour ne rompre le chemin conductif C qu’avec un des cryogénérateurs via le lien thermique 4.

Claims

Revendications

[Revendication 1] Système spatial de refroidissement (100) cryogénique d’un équipement à refroidir, comportant : au moins deux cryogénérateurs étant chacun dans un état opérationnel ou non- opérationnel, les cryogénérateurs étant redondants et configurés pour générer du froid simultanément dans leur état opérationnel, chaque cryogénérateur comprenant un doigt (2) froid, les doigts froids étant reliés à au moins une interface (3) avec l’équipement à refroidir, dans leur état opérationnel, un système de gestion (1 ) associé à chaque cryogénérateur et piloté en fonction de l’état opérationnel ou non-opérationnel du cryogénérateur associé, chaque système de gestion assurant, lorsque le cryogénérateur associé est à l’état opérationnel, un couplage thermique entre le doigt (2) froid du cryogénérateur associé et ladite interface (3) ; le système étant caractérisé en ce que chaque système de gestion (1 ) comporte : un système de fixation (5) configuré pour assurer, dans un état de prétension du système de fixation, un couplage direct avec le doigt (2) ou ladite interface (3), à l’état opérationnel du cryogénérateur associé ; un système de séparation (6) configuré pour réduire ou supprimer l’état de prétension du système de fixation (5) afin de réduire ou supprimer le couplage thermique avec le doigt (2) ou ladite interface (3), à l’état non-opérationnel du cryogénérateur associé, le système de fixation (5) étant disposé de part et d’autre du doigt (2) ou de ladite interface (3) et de façon neutre par rapport à un chemin conductif (C) reliant le doigt (2) et ladite interface (3), chaque doigt (2) étant relié à ladite interface (3) via un lien thermique (4) appartenant au chemin conductif (C).

[Revendication 2] Système selon la revendication 1 , dans lequel le couplage entre le doigt (2) ou l’interface (3) d’une part et le lien thermique (4) d’autre part est réalisé au niveau d’un plan d’interface (15) entre le doigt (2) ou l’interface (3) et le lien thermique (4).

[Revendication 3] Système selon la revendication 1 ou 2, dans lequel au moins un des liens thermiques (4 ; 4a, 4b) est disposé de part et d’autre du doigt (2) ou de l’interface (3), le système de gestion comportant une fonction de rappel élastique (31 ) configurée pour écarter le doigt (2) ou l’interface (3) et ledit lien thermique (4) disposé de part et d’autre du doigt (2) ou de l’interface, en configuration de séparation.

[Revendication 4] Système selon la revendication 3, dans lequel la fonction de rappel élastique (31 ) comportant un ressort (32) tendant à écarter les portions dudit lien thermique disposées de part et d’autre du doigt (2) ou de l’interface, le ressort (32) étant comprimé dans la configuration de couplage.

[Revendication 5] Système selon la revendication 3 ou 4, dans lequel la fonction de rappel élastique (31 ) comporte une raideur dudit lien thermique (4) disposé de part et d’autre du doigt (2) ou de l’interface, ledit lien thermique (4) disposé de part et d’autre du doigt (2) ou de l’interface ayant une orientation tendant à écarter l’une de l’autre les portions dudit lien thermique disposées de part et d’autre du doigt (2) ou de l’interface, en l’absence de contraintes mécaniques.

[Revendication 6] Système selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel le système de fixation comporte une tige (7) et une bague de serrage (8), la tige (7) étant dans ledit état de prétension dans la configuration de couplage.

[Revendication 7] Système selon la revendication 6, dans lequel la tige (7) comporte un point faible (9) et dans lequel le système de séparation (6) est configuré pour rompre la tige (7) au point faible (9), le système de séparation (6) comportant un dispositif de chauffage (10) et un composant (11 ) comportant un matériau, du type matériau à mémoire de forme, apte à changer de dimension lorsqu’il est chauffé à une température prédéterminée.

[Revendication 8] Système selon la revendication précédente, dans lequel le matériau à mémoire de forme est disposé dans le système de fixation (5), au moins dans la configuration de couplage, et vient en appui contre au moins une tête (12) à l’extrémité de la tige (7) ou contre la bague de serrage (8).

[Revendication 9] Système selon l’une des revendications 6 à 8, comportant un attrape-boulon (25) configuré pour retenir au moins l’un parmi une partie de la tige (7) et la bague de serrage (8) en configuration de séparation.

[Revendication 10] Procédé de séparation d’un couplage d’un doigt (2) ou d’une interface d’un équipement à refroidir (50) relié à un des cryogénérateurs (40) qui est défaillant, pour réduire ou couper un chemin conductif (C) entre ledit cryogénérateur (40) défaillant et l’équipement à refroidir (50) dans un système spatial de refroidissement (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant : a. détection de défaillance du cryogénérateur (40) ; b. activation du système de séparation (6) de manière à réduire ou supprimer le couplage thermique au niveau du doigt (2) ou de l’interface (3).