Concept de base lunaire, installée en bordure de cratère, réalisé par le Cabinet d'architectes Skidmore, Owings & Merrill pour le compte de l'ESA. © SOM
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L'ESA prépare l'après-Artemis avec ces concepts d'habitations lunaires

ActualitéClassé sous :Exploration humaine , vols habités , ESA

Le Cabinet d'architectes Skidmore, Owings & Merrill, basé à Chicago, a profité de la 17e Exposition internationale d'architecture de Venise, en Italie, pour présenter le concept de base lunaire qu'il avait proposé à l'Agence spatiale européenne. Les explications de Piero Messina, chargé de stratégie au sein des services du DG de l'ESA.

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Dans l'exploration, il y a les programmes en cours, les programmes en développement, les programmes à l'étude et les études de prospective. À l'agence spatiale européenne, on réfléchit d'ores et déjà à l'après-Artemis et aux programmes qui serviront à établir des structures pérennes sur la Lune et son orbite afin de soutenir l'exploration humaine de sa surface et d'installer des colonies humaines permanentes. Certains « travaillent sur des études conceptuelles d'habitats lunaires et les techniques de construction », nous explique Piero Messina, chargé de stratégie au sein des services du DG de l'ESA, assez convaincu qu'une base lunaire sur la surface de la Lune est un « scénario crédible à l'horizon des années 2050, voire 2040 ».

C'est dans ce cadre que l'ESA a évalué une étude du Cabinet d'architectes de Chicago Skidmore, Owings & Merrill, à l'origine de nombreux gratte-ciel parmi les plus hauts du monde dont la tour Burj Khalifa, qui « propose sa vision d'un habitat pour un futur village lunaire ». Répartis dans plusieurs modules de 390 m3 chacun, divisés en plusieurs étages, ces habitats lunaires ressemblent à de petites tours composées d'une structure rigide et d'une « peau » gonflable de plusieurs couches, afin de protéger l'intérieur de l'extérieur. Cette étude conceptuelle baptisée Life Beyond Earth est aujourd'hui présentée à la 17e Exposition internationale d'architecture de Venise.

 

Life Beyond Earth, un concept de modules habitables lunaires, présenté à l'Exposition internationale d'architecture à Venise, en 2021. © ESA

« Life Beyond Earth présente un changement de paradigme dans l'architecture spatiale », déclare Daniel Inocente, designer en chef chez SOM. « Nos conceptions de modules habitables découlent non seulement de contraintes techniques, mais aussi d'une compréhension de l'expérience humaine et d'un engagement à créer un environnement qui apporte tout ce dont on a besoin pour vivre et travailler dans les conditions les plus extrêmes », conclut le designer.

Le Concurrent Design Facility (CDF), le bureau d'études du Centre technique de l'ESA (Estec), dédié aux études de faisabilité (préphase A) des nouvelles missions spatiales de l'ESA a passé en revue le concept de SOM. Comme le résume Advenit Makaya, responsable de la revue, ce « fut un exercice très intéressant pour les différents experts de l'ESA de collaborer avec des experts en architecture, d'identifier et d'aborder les moteurs et les moyens par lesquels cette conception innovante pourrait être déployée sur la Lune ». Dans la même logique d'exercice technologique et de réflexion à long terme, une prochaine étude pourrait porter sur une base soutenue par l'utilisation de ressources locales.

Cet exercice d'ingénierie et de réflexions sur les différents défis que pose un habitat lunaire a été bien accueilli par l'Agence spatiale européenne « ouverte aux réflexions incluant des acteurs non spatiaux sur des concepts à long terme », précise Piero Messina. Cela dit, le concept proposé avait la marque de fabrique des architectes ! « C'est-à-dire des structures qui se développent en hauteur, qui ne sont peut-être pas la solution technique la mieux adaptée pour un habitat lunaire. » Ce n'est pas « forcément quelque chose auquel un ingénieur aérospatial aurait pensé », tient-il à préciser. Si l'on doit loger une population importante pour des durées de plusieurs mois, « surtout si l'on développe des activités récurrentes et si l'on voit cela comme une extension de la biosphère », l'aspect ergonomique et volume va gagner en importance plutôt que l'aspect fonctionnel, comme c'est le cas avec la Station spatiale internationale par exemple. Il faut donc trouver un « équilibre idéal entre contrainte technique, programmatique et de transport ».

Le quartier des équipages à l'intérieur d'un module gonflable. D'un volume de 390 m3, ce module comprend quatre étages. © SOM

Le pari du gonflable

Si l'on compare ce concept à une étude précédente, celle de Foster+Partners en 2017, il y a des différences majeures. Alors que les équipes de Foster+Partners envisageaient d'utiliser le régolithe comme matériau de construction pour une habitation horizontale, l'équipe de SOM fait le pari d'un module de type similaire à celui que la société Beam teste actuellement sur la Station spatiale internationale. Plus précisément, Foster+Partners faisaient le pari d'utiliser une structure gonflable sur laquelle des couches de régolithe sont alors étalées autour du dôme par une imprimante 3D afin de créer une carapace protectrice. Quant à SOM, son idée est d'utiliser une structure semi-gonflable pour offrir le rapport volume/masse le plus élevé possible. Une fois gonflé sur la surface lunaire, il atteindrait environ le double de son volume interne d'origine. L'habitat de quatre étages serait gonflé soit localement par des astronautes, soit par des rovers opérés depuis le Gateway, la Station lunaire située à proximité de la Lune. Plusieurs étages pouvant être adaptés à de nombreuses utilisations et configurations, les modules seront maintenus à la verticale par un maillage structurel et blindés pour résister aux impacts potentiels des micrométéorites. L'enveloppe sera également remplie d'isolation thermique, de matériaux antiradiation et d'une doublure pour contenir de l'air sous pression.

Autre concept de base lunaire proposé par OHB. L'idée est d'utiliser le régolithe lunaire et la technique de la fabrication additive (3D) pour construire les habitats et les infrastructures en dur d'une base. © RegoLight, visualisation: Liquifer Systems Group, 2018

Pour l'ESA, « l'utilisation de module gonflable est une des solutions envisageables ». Les principaux intérêts d'une structure gonflable sont « un poids réduit avec un volume important et un impact structurel limité ». Cela dit, la Lune n'est pas l'endroit le plus accueillant du Système solaire. Il sera nécessaire que cet habitat réponde aux « problèmes que posent les radiations, la poussière, les micrométéorites, et la production d'énergie ainsi que les températures par exemple ». Construits en matériaux différents du traditionnel aluminium utilisé pour construire les modules de l'ISS, que l'on sait résistant aux débris spatiaux et aux radiations, les aspects techniques du déploiement de la structure ainsi que sa résistance thermique, aux radiations et aux micrométéorites sont « encore des sujets d'étude et de divergence ».

Encourager les contributions de secteurs tiers

Pour Piero Messina, le fait qu'une société non spatiale s'aventure sur ce marché est à souligner et prometteur. « Si l'on veut que la présence lunaire soit soutenable et durable il faut impliquer davantage les industriels du secteur non spatial. » C'est aussi l'avis de Clarisse Angelier, déléguée générale de l'Association nationale de la Recherche et de la Technologie (ANRT) qui est persuadée que de « nombreuses sociétés privées qui ne sont pas du secteur spatial pourraient trouver un intérêt à participer à des programmes liés au retour de l'Homme sur la Lune ». Et pas seulement en matière de recherche et de développement. En stimulant un écosystème durable sur la Lune, « des débouchés économiques sont possibles, comme le sont des avancées environnementales ou sociétales pour la Terre ».

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