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C. TESTER LE MATÉRIEL
D'EXPLORATION
Dans la même logique, les agences spatiales ont compris
l'intérêt d'utiliser soit l'environnement, soit les bases de
recherche en Antarctique pour tester du matériel qu'elles utiliseront
ensuite dans l'espace dans le cadre des missions d'exploration.
1. Exemples et projets
américains
La NASA et la NSF ont, de longue date, identifié
l'intérêt de l'Antarctique pour les matériels spatiaux
susceptibles d'être utilisés dans l'exploration du système
solaire.
En effet, la station de McMurdo est située à
proximité des quelques vallées sèches de l'Antarctique.
Ces vallées sont des sites absolument exceptionnels sur un continent
recouvert en moyenne de 2 000 m de glaces. Ce sont des
caractéristiques morphologiques et climatiques qui expliquent cette
situation. Elles sont totalement protégées, même leur
survol est interdit sauf autorisation expresse. On trouve également dans
certaines d'entres elles, notamment dans la haute vallée de Beacon, des
glaciers recouverts de blocs rocheux, produisant des formations très
originales sur terre et offrant certaines analogies avec des sites martiens
(Mars Crater Wall).
Ces sites ont été utilisés par le
passé pour le test des « rovers » lunaires. Plus
récemment, ils ont pu l'être pour ceux des rovers martiens.
Parmi les projets futuristes envisagés par la NASA, on
note l'utilisation des lacs sous-glaciaires de l'Antarctique pour essayer, dans
des conditions proches de la réalité, un
« cryobot/hydrobot » qui serait capable de
pénétrer sous la glace d'Europa, l'un des satellites de Jupiter,
ou sous d'autres calottes glaciaires des corps célestes du
système solaire.
Les conditions ne sont pour l'instant évidemment pas
réunies puisque l'on ne dispose pas de technologies permettant
d'éviter tout risque de contamination de ces lacs. 2. Perspectives européennes
Pour l'Europe également, l'Antarctique peut offrir des
possibilités nouvelles de test des matériels avant leur envoi
dans l'espace, tout spécialement vers Mars.
L'expérience aujourd'hui la plus importante est
le système de traitement des eaux de Concordia. En
effet, les similitudes de la station avec une station
spatiale, ou les conditions d'isolement d'un vol spatial de
longue durée ont suscité l'intérêt
de l'ESA. Elle correspond aussi aux obligations en matière de
traitement des déchets des opérateurs polaires qui doivent les
évacuer de l'Antarctique. Ils souhaitent aussi trouver les solutions
in situ les plus performantes pour économiser la logistique.
Il fallait aussi trouver une solution performante pour la
production de l'eau potable. Contrairement aux idées reçues,
l'eau est en Antarctique une question difficile car le plus souvent les bases
ne disposent d'aucune source d'eau douce liquide facilement accessible. La
technique habituelle est la production à partir de la neige soit par
fondoir, soit par puits. La technique du puits consiste à creuser
jusqu'au niveau où la neige devient glace et injecter de l'eau
chauffée pour faire fondre de la glace. Mais elle nécessite de
changer souvent de site de pompage. La technique du fondoir implique la
collecte journalière de neige en fonction de la consommation, ce qui
peut devenir une vraie corvée car pour produire 2m3 d'eau, il
faut collecter 4 à 5 m3 de neige. Un système de
recyclage des eaux offre donc une très intéressante
Le principe du système de recyclage des eaux de
Concordia est le traitement séparé des eaux grises et des
eaux noires. Les eaux grises comprennent les eaux de lavage (corporel,
sol, vaisselle, linge) et les eaux de cuisson. Les eaux noires rassemblent les
déchets organiques (excréments humains, restes de repas,
nourriture déclassée) et les boues issues des eaux grises. Pour
assurer leur séparation, deux réseaux de collecte sous vide ont
été installés.
Les tests ont aussi conduit à identifier les savons et
produits de lavage susceptibles d'être admis par le système de
recyclage et les doses utilisables. On ne choisit donc pas son gel douche
à Concordia !
L'ensemble des rejets, par type, ont été
modélisés par rapport à la population susceptible
d'être présente sur la station : de 15 à 70 personnes.
Ce sont donc 2,4 m3 d'eaux grises qui doivent pouvoir
être traités.
Le traitement des eaux grises est assuré par une cuve
pouvant recevoir toute la production journalière. Elle est
brassée en permanence. Les eaux font l'objet de quatre filtrations,
grossière d'abord, puis ultrafine (ultrafiltration - nano filtration),
puis deux étages d'osmose inverse permettant d'éliminer les sels
des produits de traitement. A l'issue de l'ultrafiltration, 90 %
de l'eau sont récupérés. Les 10 % restants sont
traités en eaux noires.
Cette unité a été mise en service en mars
2005. Elle avait, au préalable, été testée dans un
lycée disposant d'un pensionnat au printemps 2004. Sa conception avait
été achevée en juillet 2002 et sa construction fin
L'unité de traitement des eaux noires a aussi pour base
une cuve susceptible de recevoir la production journalière
(1,5 m3). Elle est brassée en permanence et fait elle
aussi l'objet d'une filtration pour éliminer les particules abrasives
susceptibles d'endommager les membranes. Le traitement des eaux noires fait
ensuite appel à un réacteur anaérobie afin d'éviter
tout échange avec l'extérieur, les injections d'air et les rejets
de vapeur dans l'atmosphère et donc les odeurs. Le réacteur est
composé de trois étages : liquéfaction (3 jours),
méthanogénéïsation, nitrification (1,5 jour). L'eau
issue du système est renvoyée vers le module de traitement des
eaux grises tandis que le reliquat est congelé et rapatrié vers
la côte puis dispersé en mer.
Par ces différents exemples, votre rapporteur
souhaite souligner :
- la complémentarité croissante entre la
recherche spatiale dans ses composantes scientifiques et technologiques et la
recherche en milieu polaire ;
- le développement d'un nouveau corpus de recherche et
d'activités ;
- leur caractère précurseur par rapport au
calendrier des programmes d'exploration de notre système solaire.
Ainsi, à la fois complémentaires,
novateurs et précurseurs, ces programmes méritent un réel
soutien car ils sont également indispensables au succès des
missions spatiales.