Impression 3D : du régolithe lunaire et martien pour fabriquer des batteries

Dans les prochaines années, l’humain prévoit de se rendre à nouveau sur la Lune, mais également sur Mars pour y établir des colonies permanentes. Or, de nombreux chercheurs travaillent sur des projets incluant le régolithe. Certains d’entre eux impliquent notamment de fabriquer des batteries imprimées en 3D en utilisant cette ressource abondante.

Utiliser des ressources présentes localement pour fabriquer des batteries

Rappelons tout d’abord que le régolithe est une partie du sol recouvrant la roche-mère de la Lune. Il peut contenir du matériel meuble comme de la poussière, de la terre ainsi que des roches saines. Également présente sur la planète Mars, cette ressource se trouve au cœur de nombreux projets. Dernièrement, la société Blue Origin a par exemple dévoilé ses travaux concernant des panneaux solaires à base de régolithe lunaire. En 2018, l’Agence spatiale européenne (ESA) avait déjà évoqué la possibilité d’imprimer en 3D des bâtiments en régolithe lunaire dans le cadre de l’établissement d’une base permanente.

Alors que les futures missions lunaires et martiennes se précisent, l’Université du Texas à El Paso (États-Unis) a elle aussi publié une étude évoquant le régolithe dans la revue ACS Energy Letters en janvier 2023. Les chercheurs envisagent en effet la fabrication de batteries rechargeables en combinant cette ressource à l’impression 3D.

Rappelons au passage que rendre plus crédibles les futures missions spatiales incluant des équipages humains passera sans doute par la réduction du poids de la charge utile ainsi que du volume mort. Ainsi, l’impression 3D, qui permet d’utiliser des ressources directement sur place afin de fabriquer toutes sortes d’objets, pourrait se révéler particulièrement utile.

Deux processus d’impression 3D à l’étude

Les scientifiques américains ont focalisé leurs recherches sur la création de batteries capables d’alimenter de petits engins spatiaux, des dispositifs d’alimentation portables, des robots ainsi que des systèmes d’alimentation à grande échelle sur la Lune et sur Mars. Pour mener à bien son projet, l’Université du Texas à El Paso a reçu une subvention de 615 000 dollars afin de mettre au point un dispositif d’impression 3D permettant la fabrication de ces batteries.

Les premières recherches laissent penser que deux processus d’impression 3D (l’extrusion de matériaux et la photopolymérisation) pourraient fonctionner ailleurs que sur Terre. De plus, il faut savoir que ces recherches ne sont pas si simples dans la mesure où les batteries 3D dont il est ici question sont plus complexes et devront se montrer plus performantes que les batteries habituellement disponibles dans le commerce.

Selon les chercheurs, les batteries lithium-ion (les plus utilisées actuellement) ne seront pas viables sur la Lune ou sur Mars. En effet, le lithium se révèle très rare dans le sol de ces astres. Ainsi, le projet se concentre davantage sur la possibilité de créer des batteries sodium-ion puisque le sodium est beaucoup plus présent localement.