Alexandre Mihalache
Dernièrement, la Chine a réussi le premier alunissage sur la face cachée de la Lune, les américains avec l'atterrisseur « InSight » étudient la structure interne de Mars, sans parler du « Rover ExoMars » Européen dont l'objectif principal est la recherche de traces de vie passée. Ces différentes initiatives doivent permettre à terme de pouvoir coloniser des planètes, mais l’histoire commence à peine et des défis herculéens doivent être relevés!
Notamment, un des challenges, est la fabrication in situ des ouvrages permettant d’accueillir les futurs explorateurs. Dans ce cadre, la NASA s’est associée à Autodesk pour expérimenter l’impression 3D d’habitats sur site.
Le principe :
La logique étant d’emporter le strict minimum dans les navettes d’exploration (pour des soucis d’économie d’énergie et de moyens), il est donc hors de question d’embarquer les matériaux de construction (briques, ciment, sable, eau…). C’est dans ce cadre que l’impression 3D vient à notre secours car associée à un matériau extrait sur place et des logiciels, il est alors possible de réaliser des constructions répondant aux exigences des lieux.
Chez Autodesk, l’histoire de l’impression 3D ( fabrication additive) avait commencé en 2014 avec l’imprimante Ember (voir nos billets ici et ici) incluant une plateforme ouverte de développement appelée « Spark » ainsi que les formulations chimiques des résines utilisées.
Le partenariat :
Le laboratoire Swamp Works de la NASA et Autodesk s’associent pour expérimenter l’impression 3D de volumes en utilisant un procédé d’extrusion piloté par un robot. Le matériau d’impression utilisé par celui-ci étant créé sur place. Il s’agit d’un composite fabriqué à partir de sédiments (terre, poussière, pierre cassée…) et de déchets (plastique recyclé).
Le premier élément concret sorti de ce laboratoire, c’est la création des barrières « Jersey ». Celles-ci sont constituées de béton ou de plastique permettant de séparer une voie de circulation d’une zone en construction.
Dans ce projet les logiciels Autodesk Fusion 360 et Autodesk PowerMill ont été utilisés. Autodesk a également développé un logiciel permettant de contrôler le robot industriel pour permettre l’impression additive sans avoir recourt à des supports externes (échafaudages).
Les prochaines étapes :
- La prise en compte de la diminution de la gravite (voir de son absence),
- Rendre l’installation autonome avec l’implémentation de capteurs associés à des algorithmes d’intelligence artificielle pour permettre au robot de prendre des décisions sur des dérives lors de la fabrication comme par exemple :
o La nécessité d’accélérer les avances linéaires car le processus d’extrusion produit un matériau plus fluide que prévu
o La nécessité d’ajuster la position cartésienne de l’effecteur car le processus de fabrication additive à engendrée des distorsions de la pièce
- Intégrer de la vie dans le matériau par des capteurs avancés permettant de mesurer différentes caractéristiques. Imaginez une maison qui soit capable de reconnaitre les fréquences propres des habitants, d’allumer la lumière en fonction d’un passage, d’enregistrer de l’énergie et la restituer au moment voulu… Embarquer ce genre de capteur pendant l’impression devient possible avec les techniques avancées de fabrication.
Des applications pragmatiques :
Il peut s’avérer que ces recherches soient très éloignées de notre quotidien et que cette dépense d’énergie ne serve à rien. Détrompez-vous, car beaucoup d’avancées technologiques actuelles viennent des recherches liées à la conquête de l'espace, comme :
- Le développement des ordinateurs modernes
- Le développement des satellites
- La couverture de survie
- Le textile ignifugé
- L'imagerie médicale
- les matériaux composites
On peut imaginer que ces recherches vont répondre à la problématique mondiale de besoins en bâtiments (estimation 2050, 10 Millard d’humain sur terre) :
- inventer les matériaux de demain qui limiteront notre impact sur la terre,
- créer des robots plus performants (rapidité, facilité d’utilisation),