L'impression 3D à la conquête de l'espace
Surpopulation, diminution des
matières premières, pollution et réchauffement climatique parmi tant d’autres,
de nos jours les problèmes auxquels est confronté l’humanité deviennent de plus
en plus préoccupants. Et si l’avenir des Terriens était de devenir
Marsiens ?
Toutefois, avant que nous soyons capables d’installer sur Mars des bases
habitables capables d’accueillir des milliers, voire des millions, d’âmes les
premiers pas sur la surface de la planète rouge restent encore à accomplir.
4 jours, c’est le temps qu’il
nous faut pour nous rendre sur la Lune. C’est très peu en comparaison au temps
de trajet pour se rendre sur la planète rouge qui est de 7 mois. Un trajet
aussi long nécessiterait donc d’avoir une base pour accueillir l’équipe sur
place car l’équipage resterait plusieurs mois, voire une année, sur Mars avant
de repartir afin de rendre le trajet plus rentable en termes d’observation et
d’étude de la planète. C’est dans cette optique que la NASA a lancé en 2014 le
NASA’S 3D PRINTED HABITAT CHALLENGE. Ce concours, organisé en partenariat avec
l’université Bradley (Peoria, Illinois), Bechtel corporation, Brick &
Mortar Ventures et le corps d’ingénieurs de l’US Army, a pour but de mettre en
compétition différentes équipes d’horizons variés, allant du chercheur à
l’étudiant en université en passant par le professionnel en architecture, pour
inventer un système de base martienne imprimée en 3D et capable d’accueillir
une équipe de 4 personnes pour une durée d’un an.
Ce concours, disposant d’une
cagnotte d’environ 3 millions de dollars à répartir entre les différentes
équipes, s’articule en 3 phases :
-DESIGN : terminée en 2015, cette première phase a départagé
les équipes en lice uniquement sur l’aspect de différents rendus
architecturaux.
-STRUCTURE : terminée elle en 2017, cette seconde phase portait
essentiellement sur les matériaux et technologies proposés par les différentes
équipes pour leurs projets. A la fin de cette phase, 1.1 million de dollars a
été partagé entre les 18 équipes toujours en courses.
-ON-SITE : la dernière phase, qui finira d’ici un peu moins
d’un an, se concentre sur la construction d’un prototype à l’échelle 1/3
imprimé de manière autonome ainsi 2 niveaux virtuels de modélisation utilisant
des logiciels de BIM (Building Information Modelling). A l’heure actuelle il
reste 5 finalistes et la dernière équipe présente remportera une prime de 2
millions de dollars.
Nous allons nous intéresser à la
première des équipes finalistes d’après les votes du jury, qui se nomme Team
Zopherus et dont le projet est le suivant :
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| rendu de la base Team Zopherus source : www.nasa.gov |
Fonctionnement
technique :
Pour mener à bien la réalisation de cette base, un module
d’impression serait envoyé sur mars avec à son bord une imprimante 3D ultra
sophistiquée dotée de 2 bras indépendants, des éléments de construction précis
manufacturés sur Terre (comme des sas permettant de circuler entre des pods ou
bien des fenêtres) et deux rovers parfaitement autonomes. Une fois le module
posé sur Mars, les rovers se mettront à récolter des matériaux présents sur la
surface afin de créer un « béton martien ». Une fois ces éléments
récoltés, les rovers iront remplir l’imprimante 3d située à l’intérieur du
module qui se mettra alors à imprimer, dans un environnement pressurisé, les
zones habitables de la base. Avec cette méthode il serait possible d’imprimer
différentes pièces habitables qui seraient directement reliées entre
elles.
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| intérieur du module d'impression source : www.nasa.gov |
Pour des illustrations et des
explications plus poussées concernant le fonctionnement de l’imprimante
regardez la vidéo suivante :
Une telle technologie ne sera
sûrement pas utilisé seulement à des fins spatiales ou juste pour s'implanter
sur Mars, il ne faut pas oublier que la conquête spatiale a commencé sur la
Lune. Si ce projet est une avancé monumental pour l'installation de base sur
Mars, elle pourrait toute aussi bien être très utile sur notre petite planète
bleue. Imprimer de tels modules habitables pourrais être très utile pour des
ONGs, ou à des fins militaires, pouvoir construire une habitation de 20m2 en
24h ou dans des endroits climatiques compliqué est une grande avancée. Sur
Terre nous pouvons faire des modules plus complexes car nous avons accès au
matériau et à la technologie, nous avons moins de contraintes. Comme
d’habitudes la plupart des avancées scientifiques à des fin militaires ou
spatiales se retrouve à être utilisé pour les civils, ce qui améliore
grandement notre quotidien, smartphones, internet, ordinateur l'impression 3D
serait-elle la prochaine grande avancée du 21ème siècle ?
Quand on aborde le sujet, les
gens sont perplexe, est-ce vraiment possible? Est-ce qu'on peut faire
ça ?, Avons-nous marché sur la Lune ? Oui la conquête spatiale amené
beaucoup de questions. Bien-sûr le projet Zopherus ne fait pas exception.
Base habitable dès
l'arrivée ?
Oui, le but du projet est que la
base fabriquée soit habitable en arrivant, bien-sûr il y aura sûrement quelques
systèmes à mettre en marche à l'arrivée des astronautes. Avec des plantes qui
seront mit dans les modules pressurisé.
Quels équipements sont fabriqués
sur Terre ?
II y a plusieurs choses qui sont
fabriqués sur Terre, comme les fenêtres, les toilettes…(cf vidéo). Des objets
qui ne peuvent pas être fait juste avec les matériaux marsiens.
Y a-t-il différents types de modules ?
Bien-sûr il y a plusieurs types
de modules. Les astronautes vont y passer un certain temps donc il faut qu'ils
soient à l'aise, donc il y auras des chambres, salle à vivre, toilettes, salle
de bain, laboratoire et autres.
En combien de temps est imprimé
un module ?
Il y a encore plusieurs points à
éclaircir le projet n'est pas encore arrivé à son terme. Le temps d'impression
d'un module n'est pas encore connu. On en saura plus sûrement plus avec la
dernière étape organisé par la NASA. Il faut prendre en compte le temps de
récolte des matériaux et bien d'autres choses au quel nos chercheurs sont
entrain de penser.
Pour conclure le projet de
l’habitat imprimé en 3D de la NASA stimule l’innovation dans les technologies
nécessaires pour l’habitation sur Mars. Force est de constater que ce projet
d’habitation, représentant un espoir majeur pour la colonisation de la planète
rouge a plusieurs utilités. Nous pouvons
noter l’avancé scientifique, en effet la volonté de l’Homme à explorer l’espace
repousse les limites de la science et de l’ingénierie (la sonde Orion, les
Space Launch System, …). Ce projet proposant de grands défis technologiques
entrainera des innovations qui profiterons au grand public ; L’installation
de scientifiques sur la planète rouge nous permettra aussi de faire de la
planétologie comparée, et de mieux comprendre les phénomènes géologiques et
climatiques qui régissent la Terre. Les chercheurs pourront améliorer leurs
modèles pour en déduire des lois fondamentales. S’ils découvrent qu’il y a eu
de la vie sur Mars, cela transformera notre vision du cosmos.
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