Impression 3D : Plus D’Autonomie Dans Les Missions Spatiales

La conquête spatiale ouvre chaque jour de nouveaux possibles et constitue un levier de développement qui irrigue toute l’économie, alimente notre imaginaire et permet de repousser les limites du connu.

Dans l’espace, le progrès et la gestion de l’imprévu sont des défis majeurs. Le 21 juillet 1969, après 2h31 de sortie extravéhiculaire, alors que Buzz Aldrin réintègre le module lunaire, il casse par inadvertance l’interrupteur permettant la mise à feu du moteur de l’étage de remontée du module lunaire. C’est avec la pointe d’un stylo qu’il enclenchera le bouton-poussoir et permettra aux astronautes de quitter la Lune. 

En apprenant à maîtriser la technologie de l’impression 3D et ses usages multiples, nous serons en mesure de gagner en capacité d’adaptation, en agilité et d’offrir aux astronautes une toute nouvelle autonomie. 

Des progrès au sol – une révolution dans l’espace 

L’impression 3D dans l’industrie spatiale est une révolution en marche qui permettra bientôt de limiter l’importance du « cordon ombilical » qui relie encore une mission spatiale à la Terre. 

Au sol, les applications de l’impression 3D se rapprochent de celles constatées dans d’autres secteurs. Elle permet des gains spectaculaires en termes de masse, de temps de fabrication des petites séries et de coûts. Et ce pour la production de pièces détachées pour les satellites (Airbus Defense And Space), de prototypes et même d’éléments de moteurs (General Electric). 

L’impression 3D a déjà un impact sur la fabrication des véhicules spatiaux. Demain, elle en aura sur les voyages dans l’espace, avec ou sans équipage, sur la colonisation, et même probablement sur l’exploration lointaine, grâce à l’apport de la robotique et de l’intelligence artificielle. 

Chez Altran, nous avons la chance de compter plusieurs acteurs clés de l’industrie spatiale parmi nos clients, et nous sommes en première ligne dans la recherche liée à l’utilisation de l’impression 3D dans un environnement spatial habité puisque nos technologies sont à bord de l’ISS. 

Nos recherches sur l’impression 3D se concentrent sur un objectif majeur : rendre les astronautes plus autonomes. Il s’agit notamment de faire en sorte qu’ils n’aient bientôt plus qu’à emporter la matière nécessaire afin de réaliser les pièces de rechange directement depuis l’espace. De plus, fabriquer par ajout de matière plutôt que par enlèvement permet d’utiliser moins de matière mais aussi d’éviter rebuts et poussières, délicats à gérer en contexte spatial. 

Le projet d’Altran, appelé Printable Onboard Printer, réalisé avec Thales Alenia Space et l’Institut italien de technologie, coordonné et parrainé par l’Agence spatiale italienne est un pionnier dans ce domaine. Le projet a également dû répondre aux exigences de la NASA, l’ESA et autres partenaires de l’ISS. 

Cette imprimante 3D a été testée avec succès en février dernier à bord de la Station spatiale internationale. L’expérience a duré près d’une heure avec une séance automatisée de production de petits objets en plastique, au moyen d’un plastique biocompatible et biodégradable issus de sources renouvelables. 

Véritable démonstration de faisabilité, il faudra concevoir une autre imprimante plus complexe et sûrement plus grande pour, à terme, imprimer des outils et pièces de rechange. 

Et demain ? 

Le défi serait de marier cette technologie de l’impression 3D avec de l’intelligence artificielle, afin d’automatiser au maximum les processus. Dans cette optique, Google a ouvert en 2013 un laboratoire dans les locaux de la NASA pour faire progresser l’apprentissage automatique grâce à un ordinateur quantique. 

Deux entreprises américaines, Northrop Grumman et Oceaneering International, ont quant à elles noué un partenariat avec Made in Space sur le projet Archinaut, pour permettre à la NASA de construire de larges structures en orbite sans requérir l’action des astronautes hors de leur espace habitable grâce à une imprimante 3D entièrement robotisée. 

Fabriquer des pièces de plus en plus complexes, utiliser de nouveaux matériaux et de nouvelles sources, produire de la nourriture… les applications sont infinies. Autre enjeu, celui de l’In-Situ Resource Utilization, c’est-à-dire la capacité à trouver, exploiter et utiliser des ressources naturelles sur un site d’exploration pour un nouvel usage. 

Imaginez le soulagement de Mark Watney alias Matt Damon dans le film « Seul sur Mars » s’il avait pu imprimer des hamburgers frites plutôt que de faire pousser des pommes de terre dans sa serre végétale ! 

L’impression 3D est une technologie qui va profondément transformer la conquête spatiale, mais pas uniquement. Dans le monde qui nous entoure, notre façon d’appréhender la conception et les modes de production de produits du quotidien s’en verra également largement impactée. Chez Altran, nous sommes aujourd’hui persuadés que la mise en commun des forces et compétences des acteurs de l’innovation doivent ouvrir de nouvelles possibilités, c’est pourquoi nous avons décidé de prendre part à l’aventure de Divergent 3D, qui ambitionne de réinventer le modèle de production automobile, vers davantage de flexibilité et de responsabilité environnementale. 

Cette révolution, nous pouvons d’ores et déjà la toucher du doigt, tout comme les multiples organisations et startup qui se sont lancées le défi de l’impression 3D, pour affranchir l’humanité d’au moins quelques-unes de ses contraintes et montrer à nouveau notre capacité fondamentale d’adaptation. Car indépendamment de la beauté du progrès et des technologies développées, il faudra toujours l’ingéniosité et le courage des hommes pour repousser les limites.