L’Agence spatiale européenne a financé un projet d’étude sur la faisabilité d’une impression 3D de pièces sur la Lune, à partir du métal recyclé de vaisseaux spatiaux, atterrisseurs et autres rovers.
Qu’il s’agisse de la Lune ou, à plus lointaine échéance, de Mars, le maintien d’une présence humaine durable passera nécessairement par l’exploitation des ressources in situ et le recyclage de celles emportées par les astronautes. Pour cela, il faudra utiliser diverses technologies d’extraction afin de produire l’eau et l’oxygène indispensables aux astronautes et à leurs fusées, ou transformer le sol lunaire (régolithe) en matériau de construction pour bâtir des habitats. Par exemple, récemment, une équipe de la NASA a annoncé être parvenue à extraire de l'oxygène d'un sol lunaire simulé dans une chambre sous vide.
Une impression 3D par photopolymérisation
C’est dans cette perspective que l'ESA explore la possibilité de recycler certains équipements lunaires, une fois leur mission achevée, pour en faire un matériau destiné à l’impression 3D de pièces en métal. En effet, qu’adviendra-t-il des différents engins spatiaux et équipements (rovers, atterrisseurs, sondes…) lorsqu’ils ne seront plus opérationnels ou s’ils tombent en panne ? Pouvoir les réutiliser en entier ou en partie en recyclant certains de leurs éléments est totalement sensé.
L’ESA a donc financé les travaux de l’entreprise autrichienne Incus qui, associée à Lithoz GmbH et OHB, a mis au point un procédé d’impression 3D additive par photopolymérisation à partir de poudre de titane recyclée. Cette technique de fabrication métallique fondée sur la lithographie (Lithography-based Metal Manufacturing, LMM) associe la poudre métallique avec un agent liant, le tout étant ensuite durci par exposition à une lumière ultraviolette, puis fritté (passage dans un four).
Gérer l’inévitable poussière de Lune
La méthode n’a rien d’exceptionnel, puisqu’elle est couramment utilisée. Le vrai défi consistait à prendre en compte les conditions lunaires, et en particulier la présence de la poussière qui recouvrira inévitablement tous les équipements. Hautement abrasive et chargée électrostatiquement, la poussière de Lune adhère partout, et il est difficile de s’en débarrasser. Autrement dit, nettoyer sur place toutes les pièces métalliques recyclables avant de les transformer pour l’impression 3D n’est pas une option envisageable.
Incus a donc travaillé en intégrant différents pourcentages de poussière lunaire simulée (jusqu’à 10 %) dans un mélange de poudre de titane neuf et recyclé. Résultat, les niveaux de contamination les plus élevés
augmentaient la viscosité de la matière, mais les ingénieurs ont trouvé la
parade en jouant sur la quantité de liant. Finalement, ils ont obtenu une pièce de la qualité recherchée et dont la résistance est, selon l’ESA, comparable à celle de pièces produites en moulage par injection de métal.
« Compte tenu du défi que représente le retour de l'Homme sur la Lune et la construction d'une base, le thème de l'utilisation des ressources in situ prend de plus en plus d'ampleur. Des projets comme celui-ci, récemment achevés par Incus et ses partenaires, démontrent que les méthodes de fabrication telles que la LMM sont de très bons candidats pour soutenir une telle entreprise », a commenté Martina Meisnar, responsable technique de ce projet à l’ESA.
Source : ESA
