Tera, Marsha : les futurs habitats martiens imprimés en 3D, récompensés par la Nasa

En prévision des futures expéditions habitées à destination de Mars, plusieurs sociétés et start-upstart-up qui travaillent sur des projets de colonisation de l'espace, préparent des structures et des habitats martiens. Gagnant du 3D-Printed Habitat Challenge, organisé par la Nasa avec l'université Bradley, AI SpaceFactory, agence de design multi-planétaire, s'est associée à Autodesk, spécialiste de logicielslogiciels de conception et d'ingénierie 3D, pour imaginer des habitats martiens imprimés en 3D avec des matériaux in situ.

À leur arrivée sur Mars, ces futurs colons vivront dans le véhicule à bord duquel ils auront voyagé ou à l'intérieur de modules préfabriquéspréfabriqués et envoyés depuis la Terre avant leur départ. Très vite, ils devront fabriquer des habitats plus spacieux et confortables à « partir de ressources et matériaux disponibles sur Mars plutôt que d'essayer d'apporter tous les matériaux nécessaires à la constructionconstruction », nous expliquent David Malott, fondateur et P.-D.G . d'AI SpaceFactory, et Nathan King du Centre Technologique d'Autodesk à Boston. Au-delà du fait qu'atterrir sur Mars soit difficile et que les lancements soient coûteux, les voyages vers Mars prennent de 6 à 9 mois, à des fenêtresfenêtres temporelles précises, de sorte que la livraison de matériaux de construction ne serait donc pas pratique et nécessiterait plusieurs missions.

Vue de l'intérieur de Marsha, le prototype d'habitat martien imaginé par AI SpaceFactory et Autodesk. © AI SpaceFactory

Le challenge 3D-Printed Habitat Challenge a été initié par la Nasa pour se faire une idée assez précise de ce à quoi pourraient ressembler de futurs habitats martiens et pour voir comment des imprimantes 3D pouvaient les réaliser en toute autonomieautonomie dans des délais raisonnables et surtout à partir de ressources martiennes. Ce challenge avait aussi pour but de prouver la faisabilité technique d'une fabrication à distance impliquant forcément quelques contraintes qu'Autodesk « a démontré pouvoir gérer ».

AI SpaceFactory a emporté ce challenge avec son habitat martien vertical baptisé Marsha imprimé en 3D avec la technologie d'Autodesk qui a aussi apporté son expertise dans « le domaine de l'intégration robotiquerobotique, la programmation de l'usinage de précision, le flux de travail pour l'imprimante 3D et la fabrication de composites, par exemple ». Le matériau utilisé est un composite biopolymère de basaltebasalte qui s'avère plus intéressant et résistant que du bétonbéton. « Ce matériau avait mieux résisté aux tests de pression, d'impact, de durabilité, d'isolationisolation que ceux en béton » s'accordent à dire les deux entrepreneurs. C'est une réelle innovation car ce biopolymère a été créé à partir de « substances recyclables et biodégradablesbiodégradables qui seraient disponibles sur Mars ».

Comme on peut le voir, l'habitation Marsha est radicalement différente des vues artistiques d'habitats précédents, caractérisées par des dômes bas ou des structures enterrées. Là où les structures sur Terre sont conçues principalement pour résister à la gravité et au ventvent, les conditions uniques sur Mars ont conduit les ingénieurs « à la création d'une structure optimisée pour gérer la pression atmosphériquepression atmosphérique interne et les contraintes structurelles : un conteneur vertical en forme d'œuf avec une empreinte minimale ».

Cette innovation remet en question l'image conventionnelle de l'architecture de l'ère spatiale et met l'accent sur « la création d'espaces habitables et adaptés aux exigences d'une mission martiennemission martienne tout en tenant compte des contraintes propres à cette planète ». Ces habitations doivent être très solidessolides pour résister à des conditions extrêmes telles que les impacts de météoritemétéorite, la pression et les températures extrêmes, cette question des matériaux étant primordiale pour répondre à ces spécifications. 

Un habitat terrestre de technologie spatiale

En attendant de savoir si la Nasa va donner une suite à Marsha, AI SpaceFactory et Autodesk continuent de faire progresser leurs recherches sur des habitats imprimés en 3D et de démontrer « comment exploiter les ressources in situ pour concevoir et fabriquer en 3D des habitats pas seulement pour le secteur spatial ».  Les deux entreprises ont ainsi développé Tera, le « tout premier habitat écologique de technologie spatiale sur Terre », récemment dévoilé.

Tera, un prototype d’habitat terrestre, imprimé en 3D et utilisant des matériaux présents sur site, dérivé de Marsha, le prototype martien imaginé par AI SpaceFactory et Autodesk. © AI SpaceFactory

Au-delà d'une utilisation possible sur la LuneLune ou Mars, il y a un autre intérêt à utiliser ce type d'habitat... sur Terre. En effet, ces techniques de construction, s'appuyant sur la fabrication additive (3D), ainsi développées pour des applicationsapplications spatiales, seraient un vrai plus ici sur Terre : « ce sont des solutions possibles pour un logement à moindre coût utilisant des matériaux recyclables ou trouvés sur place ». Sans se limiter à des habitats terrestres ou spatiaux, cette activité de recherche et de développement permet également à AI SpaceFactory et Autodesk de « repenser la façon dont sont conçus et fabriqués les habitats sur Terre ».

S'il est possible de « réutiliser la pollution plastique et, de façon avisée, les ressources naturelles pour imprimer avec des robotsrobots, des maisons sur Mars, nous pourrons utiliser la même approche pour construire des routes, des trottoirs, des aires de jeux de façon durable ici, sur notre Planète », concluent David Malott, Fondateur et PDG d'AI SpaceFactory, et Nathan King du Centre Technologique d'Autodesk à Boston.