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Du sang et des larmes, tels pourraient être les futurs liants des habitations humaines sur Mars

15 Sep 2021 | 1 commentaire

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En se référant à un passé où les anciens bâtiments étaient assemblés avec du sang animal et à un avenir où les humains utiliseraient le sol martien pour construire in situ (sur place), des scientifiques ont mis au point une nouvelle recette de « béton cosmique » rentable. Selon eux, des groupes d’astronautes dans l’espace pourraient produire des centaines de kilogrammes de ce matériau chaque année, ce qui permettrait d’étendre continuellement un habitat martien potentiel à chaque visite.

Le nouveau matériau de construction a été mis au point par des scientifiques de l’université de Manchester (Royaume-Uni), qui se sont inspirés d’anciennes méthodes de construction consistant à mélanger du sang animal au mortier pour servir de liant. Le mortier de sang de porc et de chaux était l’un des mélanges les plus notables, dans lequel le sang régulait la croissance du cristal de carbonate de calcium, une étude le décrivant même comme « l’une des plus importantes inventions technologiques de l’histoire de l’architecture chinoise. »

Selon l’auteur de la nouvelle étude, le Dr Aled Roberts :

Il est passionnant qu’un défi majeur de l’ère spatiale ait pu trouver sa solution en s’inspirant de la technologie médiévale.

Plus récemment, des scientifiques se sont penchés sur la question de la construction des habitats lors des futures missions martiennes ou lunaires. Le coût du chargement des vaisseaux spatiaux avec des briques ou des sacs de ciment serait prohibitif. Ce domaine de recherche consiste donc à étudier comment ces structures peuvent être fabriquées à partir des matériaux déjà présents, les sols de la Lune et de Mars étant une cible privilégiée.

Certaines études intéressantes dans ce domaine ont montré comment ces sols peuvent être mélangés à d’autres ingrédients et transformés en blocs de construction flexibles, en briques plus résistantes que le béton armé ou en briques qui produisent même de l’électricité. Par ailleurs, on pense que le sol martien contient des métaux qui pourraient être extraits et fondus pour former les éléments clés d’un abri.

Dans les milieux de l’ingénierie spatiale, on appelle cela l’utilisation des ressources in situ, et les scientifiques de l’université de Manchester ont fait preuve de créativité pour déterminer exactement quelles ressources les futurs explorateurs auront sous la main. Travaillant avec des sols lunaires et martiens simulés, l’équipe a expérimenté l’utilisation de sang et de déchets humains comme matériau de liaison, et elle a obtenu des résultats intéressants.

Les travaux ont montré qu’une protéine courante dans le sang, l’albumine sérique (HSA), pouvait être utilisée comme liant pour produire un matériau ressemblant à du béton dont la résistance à la compression est comparable à celle du béton ordinaire. En étudiant les mécanismes en jeu, l’équipe a découvert que les protéines sanguines  » coagulent  » pour former des  » couches bêta  » qui s’étendent vers l’extérieur pour maintenir le matériau uni.

Plus intéressant encore, l’équipe a découvert que l’urée, un déchet présent dans l’urine, la sueur et les larmes, pouvait être incorporée pour augmenter cette résistance à la compression de plus de 300 %. En d’autres termes, la clé du béton cosmique, plus résistant que celui que nous avons sur Terre, pourrait se trouver dans notre sang, notre sueur et nos larmes (et notre urine).

Résumé graphique de l’étude. (Aled D. Roberts et col./ Materials Today Bio)

Beton cosmique 4 21

D’après les calculs de l’équipe, un équipage de 6 astronautes participant à une mission de 2 ans sur Mars pourrait produire plus de 500 kg d’AstroCrete, tel qu’il a été baptisé.

Échantillons de l’AstroCrete fabriqués à partir de sols simulés de la Lune et de Mars. (Université de Manchester)

Beton cosmique 7 21

Biocomposite imprimé en 3D pour Mars. (Université de Manchester)

Beton cosmique 6 21 Utilisés en combinaison avec des sacs de sable ou des briques de terre, les scientifiques affirment que chaque membre d’équipage pourrait produire suffisamment d’AstroCrete pour agrandir l’habitat d’une personne supplémentaire, doublant ainsi l’espace de l’abri à chaque mission.

A partir de l’étude :  Schéma fonctionnel hypothétique décrivant comment l’albumine humaine pourrait être produite in vivo à partir des ressources in situ disponibles sur Mars et, si les progrès technologiques le permettent, éventuellement complétée ou remplacée par un bioréacteur autonome à très haute fiabilité (flèches jaunes en pointillés) qui pourrait avoir des utilisations supplémentaires. (Aled D. Roberts et col./ Materials Today Bio)

Beton cosmique 3 21Toujours selon le Dr Aled Roberts :

Les scientifiques ont essayé de développer des technologies viables pour produire des matériaux semblables au béton à la surface de Mars, mais nous n’avons jamais cessé de penser que la réponse se trouvait peut-être en nous depuis le début.

L’étude publiée dans Materials Today Bio : Blood, sweat and tears: extraterrestrial regolith biocomposites with in vivo binders et présentée sur le site de l’Université de Manchester : Affordable housing in outer space: Scientists develop cosmic concrete from space dust and astronaut blood.

 

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