Pour imprimer des bases lunaires en 3D, des scientifiques proposent de se servir des déchets des astronautes. Leur urine pourrait servir de plastifiant, pour créer un matériau à partir du régolithe lunaire.

L’urine des astronautes pourrait aider à construire des bases sur la Lune. Des scientifiques explorent cette hypothèse dans une étude, présentée le 27 mars 2020 et publiée dans la revue Journal of Cleaner Production. Les auteurs proposent d’utiliser l’urée des humains qui exploreront la Lune en guide de superplastifiant, afin de concevoir des bases imprimées en trois dimensions.

Transporter des matériaux vers la Lune pour construire des bases serait très onéreux. C’est pourquoi la Nasa ou l’ESA recommandent plutôt d’employer des matériaux déjà présents sur place. « La surface lunaire manque de matériaux appropriés pour une utilisation en tant que superplastifiants. Néanmoins, si nous supposons qu’il y a une présence humaine au cours de la construction, nous avons également accès aux déchets humains », écrivent les scientifiques.

Les astronautes amènent leurs déchets sur la Lune. Ici, le sac poubelle jeté en dehors du module lors de la mission Apollo 11. // Source : Flickr/CC/Project Apollo Archive (photo recadrée)

Limiter la quantité d’eau nécessaire

À quoi pourrait servir exactement l’urée (une substance qui se forme dans le foie et est éliminée dans les urines) des astronautes ? Les scientifiques envisagent de l’employer pour créer « un mélange chimique permettant de réduire l’eau nécessaire » à la conception d’un matériau suffisamment robuste, également façonné à partir du régolithe lunaire. L’urée, utilisée comme plastifiant, servirait à rendre le mélange plus flexible, avant qu’il ne durcisse (un peu comme du béton).

L’urine est une matière intéressante en raison de sa composition. « Les deux principaux composants de ce fluide corporel sont l’eau et l’urée, une molécule qui permet de rompre les liaisons d’hydrogène et, ainsi, de réduire les viscosités de nombreux mélanges aqueux », explique Ramón Pamies, professeur en science des matériaux à l’Université polytechnique de Carthagène (Espagne) et co-auteur de l’étude, cité dans un communiqué.

Des propriétés prometteuses qu’il faudra encore tester

Pour réaliser cette étude, les scientifiques ont utilisé un matériau simulant le régolithe lunaire, développé pour le compte de l’ESA par Monolite UK. L’utilisation de l’urée pour créer un mélange chimique a été comparée à d’autres superplastifiants. « L’urée présente des propriétés prometteuses en tant que superplastifiant pour imprimer en 3D des géopolymères [ndlr : des polymères constitués à partir de minéraux géologiques] lunaires », constatent les scientifiques. Les échantillons de matériau fabriqués à partir de l’urine pouvaient supporter des poids lourds, gardaient une forme stable et étaient relativement résistants à la chaleur (ils ont été chauffés à 80° C).

Les auteurs ajoutent néanmoins qu’il faudra mener d’autres études pour évaluer si un tel mélange pourrait supporter l’exposition à des « conditions lunaires sévères » : les composants volatils pourraient s’évaporer sous l’effet du vide et les températures fluctuantes pourraient fissurer le matériau. Il faut aussi déterminer si ce mélange résisterait aux impacts de météorites et aux rayonnements puissants, avant d’envisager de s’en servir comme matériau pour imprimer un jour des bases lunaires en 3D.

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