Focus sur le projet FireSpace coordonné par Serge Bourbigot de l’Umet au sein de Centrale Lille

Serge Bourbigot, professeur à l’Université de Lille et Responsable du groupe Réaction et Résistance au feu (R2Fire) au sein de Centrale Lille Institut est un spécialiste reconnu de la science du feu et des matériaux polymères. Ses recherches portent notamment sur la réaction et la résistance au feu des matériaux, ainsi que sur la conception de matériaux et revêtements ignifuges. 
Il bénéficie d’une forte reconnaissance internationale, notamment avec l’obtention de deux financements ERC prestigieux, Fire-bar concept en 2015, projet visant à développer des matériaux et assemblages à faible inflammabilité capables de limiter la propagation du feu et FireSpace, financement de 14M€ obtenu en 2025, projet portant sur la dynamique des incendies dans les environnements spatiaux (microgravité, atmosphère enrichie en oxygène, etc.).

Son activité couvre un spectre très large, allant des synergies de formulation, des nanocomposites et de la spectrochimie jusqu’à l’extrusion réactive, la modélisation, la réduction d’échelle, l’analyse dimensionnelle et la pyrolyse.

Recontextualisation du projet, quelle est son origine 

Alors que se préparent les futures missions habitées vers la Lune et Mars, la question du feu à bord des véhicules et habitats spatiaux redevient centrale. Le projet FireSpace, soutenu par une ERC* Synergy Grant, a pour ambition de mieux comprendre le comportement au feu des matériaux dans des environnements spatiaux où la gravité est réduite, la pression abaissée et l’atmosphère enrichie en oxygène, trois paramètres qui modifient profondément l’inflammation, la propagation des flammes, la production de fumées et les possibilités d’extinction.

L’origine du projet est à la fois historique et scientifique. L’histoire spatiale a montré, dès Apollo 1, qu’un incendie dans la capsule contenant une atmosphère à 100% d’oxygène peut avoir des conséquences dramatiques (3 astronautes périrent dans l’incendie de la capsule). Aujourd’hui, les architectures envisagées pour les futurs vaisseaux et pour les stations lunaires ou martiennes pourraient recourir à des atmosphères avec une pression plus faible mais une teneur en oxygène plus élevée (conditions de normoxie), afin de faciliter et de diminuer les temps de préparation de sortie extravéhiculaire ou extra-habitats. Or ce choix accroît le risque d’inflammabilité des matériaux polymères largement utilisés dans les câbles, revêtements, isolants ou équipements embarqués. Malgré des travaux menés par la NASA, la JAXA, l’ESA et le CNES de nombreuses questions fondamentales restent ouvertes sur le comportement réel des matériaux dans ces conditions.

Les verrous technologiques du projet 

Pour répondre à ces enjeux liés à des conditions extrêmes, le projet vise à lever plusieurs verrous technologiques et scientifiques : comprendre pourquoi certains matériaux deviennent plus inflammables en micropesanteur, concevoir de nouveaux matériaux ignifugés adaptés aux environnements oxygénés, développer des stratégies de mitigation active pour freiner ou stopper la propagation d’une flamme, et construire des outils numériques capables de prédire le risque depuis l’échelle du matériau jusqu’à celle du compartiment habité.

Le consortium réunit quatre partenaires aux expertises très complémentaires : Centrale Lille Institut (France), coordinateur du projet avec Serge Bourbigot, pour la conception des matériaux ignifugés ; Université de Gand (Belgique), avec Bart Merci, pour la modélisation et les simulations numériques ; Sorbonne Université (France), avec Guillaume Legros, pour la physique des flammes et le contrôle actif ; et l’Université de Breme / ZARM (Allemagne), avec Florian Meyer, pour les dispositifs expérimentaux en gravité réduite. Cette complémentarité est au cœur de FireSpace : elle permet d’articuler formulation des matériaux, diagnostics avancés, essais en environnements extrêmes et modélisation multiéchelle.

Les outils développés par le laboratoire

Au sein du laboratoire de Centrale Lille, plusieurs outils originaux jouent un rôle structurant. Le premier est un cône calorimètre capable de fonctionner sous oxygène enrichi, actuellement développé pour être également opéré en dépression, afin de reproduire plus fidèlement les atmosphères envisagées pour l’exploration spatiale. Le second axe concerne la conception de nouveaux outils de combustion et de diagnostic adaptés aux essais en gravité réduite. Dans cette perspective, un nouveau dispositif de combustion fonctionnant en oxygène enrichi est en cours de conception pour être déployé lors des vols paraboliques opérés par Novespace (CNES) à bord de l’Airbus Zero-G. L’objectif est de disposer d’un instrument capable d’étudier, pendant les phases de micropesanteur, l’allumage, la propagation et l’extinction des flammes sur des matériaux innovants dans des conditions proches de celles des futurs véhicules spatiaux .

Les perspectives (en lien avec la recherche spatiale actuelle)

Les perspectives du projet sont directement liées à l’actualité de la recherche spatiale internationale. Avec le retour de missions habitées lointaines et la préparation de nouveaux habitats orbitaux ou planétaires, la sécurité incendie devient un enjeu stratégique, au même titre que le support-vie ou la protection radiative. FireSpace entend fournir des bases scientifiques innovantes pour concevoir des matériaux plus sûrs, améliorer les méthodes d’essai, guider le positionnement des systèmes de détection et proposer de nouvelles approches de contrôle actif, par exemple par perturbations acoustiques ou électromagnétiques. Au-delà du spatial, ces avancées auront aussi des retombées pour des secteurs terrestres demandeurs, comme les transports ou l’énergie.

ERC : financement européen destiné à soutenir des chercheurs d’excellence et des projets de recherche ambitieux et exploratoires