Les scientifiques développent un « béton cosmique » deux fois plus résistant que le béton ordinaire

Des scientifiques de l'Université de Manchester ont créé un nouveau matériau, baptisé « StarCrete », composé de poussière extraterrestre, de fécule de pomme de terre et d'une pincée de sel et qui pourrait être utilisé pour construire des maisons sur Mars.

Construire des infrastructures dans l’espace est actuellement d’un coût prohibitif et difficile à réaliser. La future construction spatiale devra s’appuyer sur des matériaux simples et facilement accessibles aux astronautes, StarCrete propose une solution possible. Les scientifiques à l’origine de l’invention ont utilisé un sol martien simulé mélangé à de la fécule de pomme de terre et une pincée de sel pour créer un matériau deux fois plus résistant que le béton ordinaire et parfaitement adapté aux travaux de construction dans des environnements extraterrestres.

Dans un article publié dans la revue Open Engineering, l’équipe de recherche a démontré que la fécule de pomme de terre ordinaire peut agir comme un liant lorsqu’elle est mélangée à de la poussière de Mars simulée pour produire un matériau semblable à du béton. Lors des tests, StarCrete avait une résistance à la compression de 72 mégapascals (MPa), soit plus de deux fois la résistance aux 32 MPa observés dans le béton ordinaire. Le Starcrete fabriqué à partir de poussière de lune était encore plus résistant, à plus de 91 MPa.

Ce travail améliore les travaux antérieurs de la même équipe où ils utilisaient le sang et l’urine des astronautes comme liant. Si le matériau obtenu avait une résistance à la compression d’environ 40 MPa, ce qui est meilleur que le béton normal, le procédé présentait l’inconvénient de nécessiter régulièrement du sang. Lorsqu’on opère dans un environnement aussi hostile que l’espace, cette option a été considérée comme moins réalisable que l’utilisation de fécule de pomme de terre.

Puisque nous produirons de l’amidon pour nourrir les astronautes, il était logique de le considérer comme un agent liant plutôt que comme du sang humain. En outre, les technologies de construction actuelles nécessitent encore de nombreuses années de développement et nécessitent une énergie considérable et des équipements de traitement lourds supplémentaires, ce qui ajoute du coût et de la complexité à une mission. StarCrete n'a besoin de rien de tout cela et simplifie donc la mission et la rend moins chère et plus réalisable.

« Puisque nous produirons de l’amidon pour nourrir les astronautes, il était logique de le considérer comme un agent liant plutôt que comme du sang humain. En outre, les technologies de construction actuelles nécessitent encore de nombreuses années de développement et nécessitent une énergie considérable et des équipements de traitement lourds supplémentaires, ce qui ajoute du coût et de la complexité à une mission. StarCrete n'a besoin de rien de tout cela et simplifie donc la mission et la rend moins chère et plus réalisable.

"Et de toute façon, les astronautes n'ont probablement pas envie de vivre dans des maisons faites de croûtes et d'urine !" Dr Aled Roberts, chercheur au Future Biomanufacturing Research Hub de l'Université de Manchester et chercheur principal de ce projet.

L'équipe calcule qu'un sac (25 kg) de pommes de terre déshydratées (chips) contient suffisamment d'amidon pour produire près d'une demi-tonne de StarCrete, ce qui équivaut à plus de 213 briques de matériau. À titre de comparaison, la construction d’une maison de 3 chambres nécessite environ 7 500 briques. De plus, ils ont découvert qu’un sel commun, le chlorure de magnésium, obtenu à partir de la surface martienne ou des larmes des astronautes, améliorait considérablement la résistance de StarCrete.

Les prochaines étapes de ce projet consistent à traduire StarCrete du laboratoire à l'application. Le Dr Roberts et son équipe ont récemment lancé une start-up, DeakinBio, qui étudie les moyens d'améliorer StarCrete afin qu'il puisse également être utilisé dans un environnement terrestre.

S’il est utilisé sur terre, StarCrete pourrait offrir une alternative plus écologique au béton traditionnel. Le ciment et le béton représentent environ 8 % des émissions mondiales de CO2, car leur processus de fabrication nécessite des températures de cuisson et des quantités d'énergie très élevées. StarCrete, en revanche, peut être fabriqué dans un four ou un micro-ondes ordinaire à des températures normales de « cuisson maison », offrant ainsi des coûts énergétiques réduits pour la production.