Aujourd’hui, la nécessité de concevoir des matériaux plus efficaces capables de stocker et libérer de grandes quantités d’énergie est d’autant plus grande que notre dépendance à ces matériaux augmente. Les risques environnementaux accrus ajoutent également au besoin pressant de remplacer les matériaux énergétiques actuels, dont l’utilisation libère des sous-produits toxiques. Il faut donc innover dans le domaine des matériaux énergétiques verts, mais leur fabrication est actuellement limitée par le manque de transfert de connaissances entre l’industrie et le milieu universitaire, qui nuit à l’intégration de ces matériaux aux marchés mondiaux.
Les technologies actuelles reposent encore sur des matériaux traditionnels comme le trinitrotoluène (TNT, par exemple pour la fonte et le coulage) et la cyclonite (R.D.X., par exemple comme liant), même si leur rendement énergétique n’est pas idéal et que leur décomposition libère généralement des sous-produits toxiques (CO2, NOx, SOx, Pb, Hg, etc.). Étant donné ce faible rendement et ces fortes répercussions sur l’environnement, il faut trouver des matériaux énergétiques verts commercialisables.
En partenariat avec General Dynamics Produits de défense et Systèmes tactiques – Canada, les professeurs Jaclyn Brusso et Muralee Murugesu travaillent à la conception et à la synthèse de matériaux énergétiques verts. Cette collaboration permettra de concevoir des matériaux qui 1) auront un meilleur rendement énergétique (enthalpie de formation, densité, vitesse et pression de détonation, etc.); 2) seront moins sensibles aux impacts, à la friction, à la décomposition thermique et aux décharges électrostatiques; 3) libéreront des sous-produits moins toxiques; 4) seront moins solubles dans l’eau pour réduire la lixiviation; et 5) auront moins d’effets sur l’environnement pendant la production (élimination des marées rouges causées par la production de TNT, etc.). De plus, le fait de travailler directement avec les utilisateurs finaux garantit la prise en compte de leurs besoins tout au long du processus, une évaluation adéquate des matériaux produits et un transfert efficace des technologies.
Les professeurs Brusso et Murugesu ont conçu de nouveaux composés riches en azote alliant forte densité énergétique et libération d’énergie contrôlée, ce qui permet à la fois d’éliminer les sous-produits toxiques susmentionnés et d’assurer un entreposage et un transfert sûrs grâce à la formation de sels complexes. La collaboration étroite avec General Dynamics Produits de défense et Systèmes tactiques – Canada permettra de mettre à l’essai les matériaux conçus dans les laboratoires de l’Université d’Ottawa et de les produire à grande échelle, permettant ainsi leur applicabilité réelle dans a) la défense nationale, b) la progression d’initiatives minières canadiennes pour soutenir des exportations rentables comme le gaz naturel, les diamants bruts et d’autres ressources naturelles semblables, et c) le soudage industriel. Ce partenariat est financé par les programmes Alliance et Missions d’Alliance du CRSNG et par le Centre d’innovation de l’Ontario.
Pour en savoir plus :
- Modern trends in “Green” primary energetic materials (en anglais seulement)
- pH-Dependent Formation of Two Dihydrazinyltetrazine–Azobistetrazolate Salts with Different Thermal Stabilities and Energetic Performance (en anglais seulement)