La conquête de Mars passera par l'impression 3D

Le rêve martien ne date pas d'hier. Longtemps resté à l'état de suppositions, la connaissance scientifique de la planète rouge décolle dans les années 1960, alors que les Etats-Unis et l'Union Soviétique s'affrontent dans la course à l'espace. Du premier survol de Mars par la sonde américaine Mariner 4 en 1965, à son exploration approfondie par le robot Curiosity depuis 2012 que de chemin parcouru !

Les découvertes réalisées ces dernières années ont permis d'arriver à de nombreuses conclusions : un sol très riche, notamment en oxyde de fer ; la présence avérée d'eau, principalement sous forme de glace ; un taux d'exposition aux radiations acceptable, compatible avec une mission habitée. De bonnes nouvelles qui confortent les agences spatiales dans leur volonté de passer à la prochaine étape : les premiers pas de l'Homme sur Mars. Techniquement, ils sont possibles, mais les investissements requis sont gigantesques.

Optimiser la masse utile pour réduire les coûts

Cependant, de nombreux freins subsistent et, parmi eux, le coût du voyage. Chaque tonne de masse utile amenée sur Mars représente plusieurs millions d'euros. Deux solutions s'offrent : améliorer le ratio entre la masse lancée et celle posée sur Mars, et limiter drastiquement la masse utile à transporter.

C'est sur ce second point que l'impression 3D a un rôle à jouer. Car parmi les indispensables à une mission sur Mars - habitats, véhicules, matériels scientifiques et médicaux, nourriture, etc. - beaucoup peuvent être imprimés en 3D sur place avec des matières premières mutualisées, ou directement prélevées dans le sol martien.

Capitaliser sur les matières premières indigènes

La technique de fabrication additive est aujourd'hui effective pour de nombreux métaux. Elle consiste à additionner des couches de matière par la fusion laser de particules pulvérisées, permettant de former des pièces métalliques très qualitatives. Sur Mars, le sol riche en oxyde de fer est un avantage indéniable. Une fois extrait, le fer pourra devenir la matière première de nombreux équipements et servir, par exemple, à la création complète des lieux de vie, du sol au plafond, système d'isolation et mobilier compris.

L'impression 3D est également source d'agilité et d'adaptabilité. Elle permettra en effet l'élaboration quasi instantanée de pièces et d'instruments sur-mesure - à la manière du premier outil imprimé "extraterrestrement" en 3D à bord de la station spatiale internationale, sur la base d'un fichier envoyé par email par la NASA. Un avantage considérable pour corriger sur place, par itération, les éventuels défauts de conception ou d'évaluation initiale des besoins, ou pour répondre à des situations d'urgence.

Ressources embarquées et 3D au service du bien être des équipages

La santé est une autre préoccupation des voyages dans l'espace. Ici encore, l'impression 3D est une solution d'optimisation. En superposant de multiples couches de poudre de médicament à l'aide d'une solution aqueuse, il est possible de créer des comprimés à la demande. Les bénéfices se mesurent en termes de coûts - seules les substances actives sont emportées et combinées entre elles selon les besoins, mais également d'efficacité - la posologie étant adaptée à chaque patient. D'autres applications médicales se perfectionnent par ailleurs : impression de prothèses, d'os, de cartilage, d'organes, de peau.

Les systèmes d'impression additive de nourriture seront également du voyage. Les projets les plus perfectionnés, comme celui de cette société texane financée par la NASA, utilisent des cartouches contenant huiles et poudres pour imprimer des repas.  En plus de mutualiser les ressources et de limiter le gâchis, cette technique offre une plus grande diversité de menus qu'avec les habituels sachets de repas lyophilisés.

Conquérir Mars... pour le bien de la Terre

La conquête spatiale a toujours été source de progrès scientifiques dont les applications pratiques ont profité aux populations. Il n'en sera pas autrement pour l'impression 3D, car ce qui est possible sur Mars l'est aussi sur Terre. L'impression 3D d'habitats avec des ressources locales, de prothèses à moindre coût, de nourriture à base de poudres : toutes ces techniques permettront prochainement de répondre aux problématiques de logement, de santé et de nutrition d'une population mondiale grandissante.

Pour aller plus loin >> Le projet d'habitat martien imaginé par l'agence Fabulous.