Un matériau intelligent sur la Lune

Les futures stations lunaires, camps de base pour le lancement économique des fusées et satellites, devront avoir la plus grande autonomie possible. La production d’énergie se fera grâce à des panneaux solaires qui suivront les mouvements du Soleil ; une façon d’optimiser leurs rendements. Ces systèmes de plateforme héliotrope existent déjà, mais ils doivent être connectés pour fonctionner. De ce fait, leurs pannes seraient difficilement réparables sur la Lune...

Impression 4D

C’est ainsi que depuis plus d’un an, dans le cadre d’un appel à projets de l’Agence spatiale européenne (Esa), Antoine Le Duigou et Mickaël Castro, chercheurs en sciences des matériaux à l’Université Bretagne Sud, élaborent par impression 4D des structures autonomes en énergie… inspirées du tournesol !

Conditions extrêmes

Installée dans l'Institut de recherche Dupuy de Lôme¹ à Lorient, l’équipe Bionics étudie la structure et le comportement de certains végétaux pour créer des matériaux composites disposant de nouvelles fonctions. « Nous avions observé que la pomme de pin se déploie en fonction d’un stimulus qui est l’humidité². Pour le tournesol, la tige se déforme en fonction d’un flux lumineux. Ses tissus, pour effectuer ce mouvement héliotropique, se dilatent différemment selon leur exposition, à l’ombre ou au soleil », explique Antoine Le Duigou. Comme le tournesol, le matériau devra être capable de se mouvoir en direction du Soleil sans apport d’énergie.

« Notre système devra être fiable dans un environnement extrême. En effet, sur la Lune les conditions de vie sont bien différentes des nôtres. Une journée dure environ 14 jours terrestres à 150°C, suivie d’une nuit de 14 jours avec des températures descendant jusqu’à − 200 °C. » Au laboratoire, l’équipe cherche à mieux comprendre les relations entre une large variation de la température et la dilatation d’un matériau composite imprimé en 3D. Les scientifiques vont concevoir des architectures ou supports du matériau. « Ce sera la naissance de structures héliotropes, s’enthousiasme Antoine Le Duigou. Le mouvement en fonction du Soleil explique pourquoi on parle d'impression 4D. » Fin 2022, des essais seront réalisés dans les locaux de l’Esa en Hollande.

Enfin, l’ultime ambition de l’agence spatiale est d’utiliser du régolithe, une roche lunaire abondante, pour l’architecture du matériau. L’impression en 4D se faisant sur place pour une autonomie parfaite… Mais ceci est un autre projet.