Étude des mécanismes de dégradation de couches minces d'argent protégées par un revêtement d’oxyde

L’argent est utilisé pour fonctionnaliser les miroirs des satellites, notamment pour les missions d’observation de la terre. Malgré l’utilisation d’une couche de protection, des points de sulfuration, observées lors des qualifications et des phases de stockage, soulèvent la question de la durabilité de ces miroirs qui sont souvent stockés jusqu’à 15 ans avant lancement. Notre étude a porté sur les dégradations de miroirs spatiaux, et plus spécifiquement sur la dégradation de couches minces d’argent protégées par un film d’oxyde (SiO2) en présence d'espèces soufrées. Les résultats montrent que le vieillissement accéléré en présence de soufre (H2S gazeux ou ions HS-) se manifeste par des points de sulfuration qui croissent à travers la couche de protection en partant de la couche d’argent, formant des colonnes de sulfure d'argent. La température et la pression accélèrent la sulfuration. La dégradation en solution est nettement plus rapide que sous gaz. La stabilité des miroirs est fortement influencée par les défauts de surface du substrat. La sulfuration impacte fortement le comportement optique des miroirs. Les dégradations subies par les miroirs ont été corrélées aux pertes de performance optique. L’étude du vieillissement non accéléré a mis en évidence le rôle majeur de l’humidité dans la dégradation de la couche d’argent, entraînant la décohésion des couches et la fissuration de la couche de protection. La sulfuration des miroirs est, de ce fait, accélérée. Un mécanisme de dégradation des miroirs a été proposé à la lumière des différents résultats obtenus. Enfin, un test de qualification de la stabilité des miroirs vis-à-vis de la sulfuration a été proposé.