Le rôle de l’impression 3D dans la construction de structures sur la Lune et sur Mars
L’exploration spatiale entre dans une ère nouvelle, où l’impression 3D devient un outil clé pour établir des habitats durables sur la Lune et Mars. Face à l’impossibilité de transporter des matériaux depuis la Terre, cette technologie permet d’utiliser les ressources locales, comme le régolithe lunaire ou martien, pour bâtir des infrastructures robustes et adaptées aux conditions extrêmes.
1. Les défis de la construction extraterrestre
Des environnements hostiles
Sur la Lune, les températures varient de -173°C à 127°C, tandis que sur Mars, elles oscillent entre -125°C et 20°C. Les radiations cosmiques, 200 fois plus intenses que sur Terre, et les micrométéorites menacent également les structures.
Le coût exorbitant du transport
Envoyer 1 kg de matériau depuis la Terre vers la Lune coûte environ 1,2 million de dollars. La solution ? Utiliser le régolithe, une poussière recouvrant ces corps célestes, comme matière première.
Tableau 1 : Propriétés du régolithe
| Propriété | Régolithe lunaire | Régolithe martien |
| Composition | Silicates, oxydes | Basalte, silices |
| Résistance thermique | Jusqu’à 1 200°C | Jusqu’à 800°C |
| Disponibilité | 5 à 15 m d’épaisseur | Couches superficielles |
2. Les technologies d’impression 3D déployées
Fusion laser et régolithe
Le projet Olympus de la NASA et ICON utilise un laser haute puissance pour chauffer le régolithe à 1 500°C, le transformant en un matériau solide semblable à de la céramique. L’agence spatiale a investi 57,2 millions de dollars supplémentaires en 2022 pour accélérer ce projet, avec des tests prévus en chambre à vide simulant les conditions lunaires dès 2024.
Extrusion de béton martien
L’ESA et l’université TU Delft ont développé un mélange de régolithe et de soufre fondu, imprimé en structures souterraines pour éviter les radiations. Ce béton résiste à des températures extrêmes et offre une isolation thermique optimale.
Cuisson solaire et fibres optiques
La Chine, dans le cadre de sa mission Chang’e 8 (2028), teste un système de cuisson du régolithe à 1 500°C via des fibres optiques alimentées par énergie solaire. Cette méthode élimine le besoin de liants importés de la Terre.
Tableau 2 : Comparaison des technologies
| Technologie | Matériau utilisé | Avantages | Projets associés |
| Fusion laser | Régolithe | Rapidité, précision | Olympus (NASA/ICON) |
| Béton de soufre | Régolithe + soufre | Résistance aux températures | TU Delft/ESA |
| Cuisson solaire | Régolithe | Énergie renouvelable | Mission chinoise |
3. Projets pionniers en cours
La base lunaire d’ICON
D’ici 2026, ICON prévoit d’imprimer une piste d’atterrissage sur la Lune avec son système Olympus, suivie d’habitats en forme de dôme de 9 mètres de diamètre. Leurs imprimantes 3D, contrôlées depuis la Terre, pourraient construire un bâtiment complet en une semaine.
Mars Dune Alpha
Cet habitat imprimé en 3D sur Terre simule les conditions martiennes. D’une surface de 158 m², il intègre des parois alvéolées inspirées des os d’oiseaux pour allier légèreté et résistance. Quatre volontaires y vivront un an pour étudier l’impact psychologique et physique d’une mission sur Mars.
La Chine et l’énergie solaire lunaire
En collaboration avec Foster + Partners, la Chine a conçu une tour solaire imprimée en 3D de 50 mètres de haut, utilisant du régolithe pour capter et stocker l’énergie. Un prototype est exposé au Kennedy Center jusqu’en avril 2025.
4. Innovations récentes et collaborations
Automatisation et robots
L’Université de Nouvelle-Galles du Sud (Australie) a développé Platypus Galacticas, une imprimante autonome capable de construire des infrastructures de 9×12 mètres en régolithe. Ces robots pourraient précéder les humains pour préparer les habitats.
Recyclage spatial
AI SpaceFactory a commercialisé Starforge, une imprimante utilisant des pellets composés de plastique recyclé et de régolithe synthétique, réduisant les coûts de 80 % par rapport aux filaments traditionnels.
Synergies internationales
La NASA et l’ESA partagent désormais des données sur les liants géopolymères, tandis que la Russie prévoit ses premières missions habitées lunaires pour 2030.
5. Défis persistants et solutions émergentes
Poussière lunaire toxique
Les particules de régolithe, coupantes et chargées électrostatiquement, endommagent les équipements. L’ESA teste des revêtements antiadhésifs inspirés de la peau de requin.
Variations thermiques
Sur la Lune, les pôles, où les températures varient entre -50°C et -10°C, sont privilégiés pour l’installation des bases. Les structures imprimées incluent des couches isolantes en mousse céramique.
Radiation martienne
Le projet Marsha de la NASA utilise une double coque imprimée en régolithe, créant une chambre à vide isolante pour bloquer 90 % des rayons cosmiques.
En résumé, l’impression 3D transforme la conquête spatiale en rendant possible l’autonomie constructive. Les avancées d’ICON, de la NASA et de la Chine ouvrent la voie à une ère où l’humanité pourra vivre – et prospérer – loin de la Terre.
