Des habitations martiennes en terre imprimées en 3D semblent essentielles à la vie au-delà de la Terre.

L’avenir où l’humanité colonisera Mars approche à grands pas. Un avenir avec des biosphères autosuffisantes, des rovers autonomes, des hélicoptères aux rotors supersoniques et – peut-être – des maisons en terre. Oui, de véritables maisons construites en terre.

Des scientifiques de l’Université de Hong Kong ont mis au point une recette potentielle pour l’impression 3D de maisons sur Mars à partir de roche martienne broyée, de gélatine et de levure, ces deux derniers ingrédients provenant de la Terre. Les chercheurs affirment que le mélange, une fois séché et durci, présente une résistance comparable à celle d’un béton de faible qualité et pourrait un jour servir à construire des bâtiments à plusieurs étages sur Mars. De plus, grâce à la levure, ce matériau est vivant, ce qui permet son recyclage et sa régénération.

Alors, pourquoi envisager des maisons en terre pour un projet aussi futuriste qu’une colonie martienne ? L’une des raisons tient à l’environnement de la planète rouge. Mars est extrêmement froide, constamment bombardée de radiations et son atmosphère est 100 fois moins dense que celle de la Terre ; autant de conditions particulières qui peuvent avoir des effets désastreux sur les matériaux et les procédés de construction terrestres.

Par exemple, les plastiques, composites, mastics et lubrifiants standards fabriqués sur Terre libéreront des gaz et des composés volatils emprisonnés et se dégraderont rapidement dans le quasi-vide martien. De plus, le rayonnement ultraviolet (UV) intense du soleil brisera les liaisons moléculaires des polymères organiques. Les variations de température et les contraintes thermiques finiront par fissurer l’acier de construction et entraîneront la défaillance des joints et des joints d’étanchéité. Enfin, l’eau nécessaire à la fabrication du béton bouillira ou gèlera, et encore faut-il pouvoir la trouver.

En tant qu’espèce extraordinaire, nous avons trouvé des moyens d’utiliser des matériaux terrestres sur Mars grâce à d’importantes modifications et à un blindage protecteur. Les six rovers que nous avons envoyés ces 29 dernières années en sont la preuve. Cependant, il y a un monde entre envoyer un engin de 1 025 kg, le plus lourd des rovers, et envoyer suffisamment de matériaux pour construire un bâtiment fonctionnel. Ce qui nous amène au second problème : envoyer des matériaux de construction de la Terre dans l’espace est extrêmement coûteux et complexe.

Pour surmonter ces difficultés, les ingénieurs et scientifiques du secteur aérospatial envisagent de recourir à l’utilisation des ressources in situ (ISRU), c’est-à-dire l’exploitation des matériaux déjà présents sur la planète. Plusieurs pistes sont déjà explorées, notamment le béton martien et le régolithe imprimé en 3D. Cependant, certaines de ces solutions nécessitent d’importantes quantités d’énergie thermique. Par exemple, le béton de soufre, composé de soufre abondant sur Mars et de terre locale, est produit en chauffant le soufre jusqu’à son point de fusion, situé entre 115 °C et 120 °C.

La solution proposée par les chercheurs de Hong Kong, détaillée dans la revue Chem Circularity , élimine tout besoin de chauffage.

Pour fabriquer ce matériau, ils ont mélangé des proportions précises de sable issu de roches martiennes broyées et de colle humide. Cette colle est composée de gélatine et de levures génétiquement modifiées, enrobées de protéines hautement adhésives. La gélatine lie les ingrédients et permet la croissance des cellules de levure, tandis que le sable apporte masse et structure. Une fois le mélange sorti de la buse, l’environnement martien le dessèche par congélation. La vapeur d’eau s’évapore, laissant apparaître des pores microscopiques. La structure obtenue est légère et poreuse, et présente une bonne résistance à la compression.

Les chercheurs ont testé leur matériau dans des conditions martiennes simulées, en imprimant en 3D des dômes relativement petits, de la taille d’un bouchon de liège, mesurant 45 mm de haut et 30 mm de large. Leur résistance à la compression, de l’ordre de 10 à 12 mégapascals, est comparable à celle d’un béton de faible qualité.

« Ce matériau est suffisamment résistant pour construire un bâtiment d’un ou deux étages sur Terre, où la gravité est trois fois supérieure à celle de Mars », explique Jishen Qiu, auteur principal de l’article et ingénieur civil à l’Université des sciences et technologies de Hong Kong. « On pourrait donc probablement construire sans problème un immeuble de plusieurs étages sur Mars avec ce matériau. »

Bien sûr, il existe un fossé considérable entre des structures qui ne pourraient abriter que des créatures de contes de fées et des bâtiments entièrement habitables par l’homme. Néanmoins, les travaux des chercheurs présentent une autre solution possible au problème du logement sur Mars. Une autre équipe de chercheurs avait auparavant créé le Starcrete , un matériau résistant de 72 MPa composé d’amidon de pomme de terre, de régolithe (un sol martien simulé) et d’une pincée de sel, compressé en brique. Il est également recyclable, une propriété que partage le matériau imprimé en 3D à Hong Kong. Les levures issues du démantèlement des structures peuvent être cultivées à nouveau dans des bioréacteurs.

En revanche, l’équipe ignore si la levure vivante survivra aux conditions martiennes. De plus, de nombreux ingrédients nécessaires à la fabrication du matériau final doivent encore provenir de la Terre, ce qui implique le transport de centaines de tonnes de matériel et de cargaison vers Mars pendant plusieurs mois. Heureusement, grâce aux progrès rapides de la conquête spatiale, cela ne devrait plus poser de problème majeur dans un avenir proche. La NASA a récemment dévoilé un moteur ionique expérimental 25 fois plus puissant que les moteurs actuels .

https://www.eurekalert.org/news-releases/1142153

https://www.cell.com/chem-circularity/fulltext/S3051-2948(26)00116-7