La technologie qui pourrait bâtir les prochaines bases lunaires

Sur la Lune, rien n’est facile à remplacer. Chaque outil, chaque pièce de rechange et chaque composant structurel doit être lancé depuis la Terre, à un coût très élevé. La solution, selon des chercheurs de l’université Ohio State, pourrait bien se cacher dans la poussière sous les bottes des astronautes.

Cette poussière porte un nom : régolite lunaire. Il d’agit d’une couche meuble de roches fragmentées, accumulée au fil de milliards d’années d’impacts de météorites. Elle est abondante et non toxique, ce qui en fait un candidat évident pour la fabrication in-situ. Lorsque chaque kilogramme lancé depuis la Terre coûte une fortune, construire avec des matériaux disponibles localement cesse d’être une idée intéressante et devient une nécessité.

Pourquoi le dépôt d’énergie par laser ?

La question suivante est de savoir comment le transformer. Plusieurs techniques de fabrication additive ont déjà été testées avec des simulants de régolite lunaire, mais la plupart présentent un inconvénient. La fusion laser sur lit de poudre nécessite de grands bacs de poudre et le liage de poudre nécessite des liants chimiques. Mais lorsqu’un système de fabrication doit tenir dans un vaisseau spatial, ces méthodes deviennent rapidement impraticables.

Le dépôt direct d’énergie par laser (LDED) offre une solution. Il injecte le régolithe directement dans un bain de fusion laser, se comportant davantage comme un soudeur robotisé que comme une imprimante 3D traditionnelle. Cette distinction est importante. Le LDED peut construire sur des surfaces existantes et réparer des structures endommagées sur place, au lieu de se contenter de fabriquer de nouvelles pièces dans une chambre confinée. Sur une base lunaire, où un composant fissuré pourrait être catastrophique, cette capacité n’est pas un détail mineur.

Transformer la poussière lunaire en matériau de construction

L’étude, publiée dans Acta Astronautica, a mis le procédé LDED à l’épreuve avec le LHS-1, un simulant de régolite des hauts plateaux lunaires. Les chercheurs ont testé différentes atmosphères, puissances laser et vitesses de balayage afin de comprendre comment chaque variable affectait l’adhérence, la porosité et la microstructure.

Une découverte importante a été la transformation de phase. Dans des conditions appropriées, le régolite s’est transformé en mullite, une céramique connue pour sa stabilité thermique et sa résistance mécanique. Ce sont exactement les propriétés recherchées pour toute structure censée survivre sur la Lune. Cependant, la fenêtre pour y parvenir est étroite : un laser de 64 W à une vitesse de 6 mm/s a produit les résultats les plus stables. Le support d’impression est également crucial. Les substrats céramiques alumine-silice ont permis une liaison forte entre les couches, tandis que l’acier inoxydable et le verre ont tous deux échoué lors du refroidissement.

Rien de tout cela n’est encore prêt pour la Lune. La recherche en est encore au stade expérimental. Toutefois, ces résultats contribuent au développement de systèmes de fabrication conçus pour des environnements extrêmes et aux ressources limitées. Le timing est également important. Le programme Artemis de la NASA vise à établir une présence humaine durable sur la Lune d’ici la fin de la décennie, et les infrastructures nécessaires à cet effet devront être produites d’une manière ou d’une autre. Des études comme celle-ci posent discrètement les bases d’un futur où les structures et les pièces de rechange pourront être fabriquées à partir de matériaux locaux, au lieu d’attendre une mission de ravitaillement depuis la Terre.

Seriez-vous prêt à vivre dans un habitat construit à partir de poussière de lune ? Partagez votre avis dans les commentaires de l’article. Vous êtes intéressés par l’actualité de l’impression 3D dans l’industrie de la défense ? Cliquez ICI. Vous pouvez aussi nous suivre sur Facebook ou LinkedIn !

*Crédits photos : NASA