Utilisateur:S-YJJOU/Brouillon
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Article similaire : exploitation minière des astéroïdes
L'industrialisation de la Lune est un projet encore "lointain" étant donné que l'Homme n'a pas remis le pied sur la Lune depuis la mission américaine Apollo 17 en 1972. L'objectif est de placer sur la Lune l'appareil industriel et minier requis pour extraire et transformer le minerai lunaire riche en métaux et hélium 3.[1],[2] L'avantage réside pour les populations terrestres à une reduction du stresse environnemental provoqué par la présence de ces activités sur Terre en procédant éventuellement à leur délocalisation. De plus, la présence d'une industrie sur la Lune permet le développement du spatial car il est plus facile et moins chère de construire des structures dans l'espace lorsque les ressources ne sont pas envoyées depuis le sol terrestre mais depuis la Lune.
Krafft Ehricke a publié une stratégie pour arriver à ce résultat dans ce qu'il pense être le moyen de faire passer l'humanité d'un système fermé limité (la Terre) à un système ouvert sans limite (l'univers) tout en séparant les zones industrielles des zones arborant la vie évitant ainsi la pollution que nous subissons actuellement sur Terre par l'absence de cette séparation.
Matériaux exploités[modifier | modifier le code]
Pour les structures[modifier | modifier le code]
La Lune, comme la Terre est riche en silicium, oxygène et divers métaux comme l'aluminium, le titane et le fer.[3] Les produits de l'activité minières sont donc les mêmes que sur Terre et on peut espérer en extraire les métaux pour fondre de l'acier, des structures en divers alliages et bien d'autres produits primaires de grande importance dans le monde industriel. Les roches les plus pauvres ont même de la valeur car elles peuvent être utilisées sur la surface lunaire comme bouclier anti micro-météorites et radiation bon marché[4].
L'eau potentiellement présente dans les cratères lunaires est éternellement à l'ombre au niveau des poles lunaires. Elle pourrait être exploitée pour faciliter les missions vers la Lune et en orbite basse terrestre (LEO) en fournissant de l'eau à faible coût. Cependant les quantités sont limitées à quelques centaines de millions de tonnes en surface à première approximation[5].
Pour l’énergie[modifier | modifier le code]
La Lune est plus riche que la Terre en Helium 3.[2],[1] A ce jour, cet isotope de l'Helium est considéré comme le plus probable pour la réalisation d'un premier réacteur à fusion pour produire de l’électricité nucléaire. Cet source d’énergie pourra être utilisée sur Terre, dans l'espace ou sur la Lune elle-même selon la capacité à faire fonctionner ces réacteurs aneutroniques[6].
La Lune n'est pas comme la Terre soumise à des aléas météorologiques. Ainsi une ferme de panneaux solaires peut produire de l’énergie électrique en continu à supposer que cette dernière soit située sur un sommet presque tout le temps éclairé dans les poles lunaires (la Lune a un cycle jour/nuit d'environ 27 jours terrestres). Bien que non minérale, cette ressource énergétique est valorisable.
Pour les nouvelles technologies[modifier | modifier le code]
Les nouvelles technologies font de plus en plus appel à l'utilisation des terres rares. L'exploitation minière visant à extraire les métaux de base de la sidérurgie peut être l'occasion de traiter ces roches lunaires pour en extraire les terres rares. Ces ressources à l'état brute ne sont pas utilisables facilement dans l'espace et doivent être renvoyées sur Terre où elles trouvent leur utilité dans les usines de hautes technologies.
Autres[modifier | modifier le code]
Comme sur Terre, en plus des minerais classiques il est tout à fait possible de trouver des métaux précieux comme l'or ou le platine lors de l'exploitation minière. Etant donné que de grands volumes de roches doivent être traités pour l'extraction des ressources précédemment évoquées il peut s’avérer utile de traiter les déchets miniers les plus riches pour en récupérer ces métaux et en tirer profit. [réf. nécessaire]
Mise en place de la mission[modifier | modifier le code]
Plan d'industrialisation[modifier | modifier le code]
L'industrialisation de la Lune s'inscrit dans l'industrialisation de l'espace en générale qui est, d'après l'ingénieur Krafft Ehricke, l'étape avant l'urbanisation de l'espace et l’éventuelle divergence culturelles des différentes populations. Le plan proposé par Krafft Ehricke se décompose en 4 phases : [réf. nécessaire]
Phase 1 : Repérage[modifier | modifier le code]
A l'époque de K.Ehricke les ressources présentes sur la Lunes n’étaient pas bien déterminées. Aujourd'hui des analyses ont montré les emplacements riches en eau en surface. Il reste néanmoins à préciser les régions les plus adaptées pour procéder à l'extraction de minerais.
Phase 2 : Installation préliminaire[modifier | modifier le code]
Une station orbitale est placée autour de la Lune pour permettre des analyses plus profondes du futur site d'implantation. Des navettes font des allers-retours vers la surface pour permettre le prélèvement d’échantillons.
Phase 3 :[modifier | modifier le code]
Phase 4 :[modifier | modifier le code]
Activité parallèle : La colonisation[modifier | modifier le code]
Article détaillé : Colonisation de la Lune
La colonisation de la Lune est associée de près à son exploitation. En effet, la présence d'une colonie de grand nombre sur la Lune ne peut être pleinement justifiée par la seule exploration et recherche scientifiques lesquelles ont des retours sur investissement difficiles à estimer et souvent à long terme.
Nouvelles technologies[modifier | modifier le code]
Reduction du prix du lancement[modifier | modifier le code]
L'installation d'une base lunaire permanente est un sujet d'actualité. La création d'une base scientifique comme le Deep Space Gateway de la NASA ou le village lunaire proposé par l'ESA sont des missions qui vont faire appel à une nouvelle catégorie de lanceur comme le Falcon Heavy de SpaceX ou le SLS de la NASA. Le coût de lancement du falcon Heavy défit à l'heure actuelle toute concurrence car sa capacité de fret est élevée et le lanceur est réutilisable. Ces caractéristiques permettent de réduire le coût au kg en lançant une grande quantité de matière et d'amortir le prix du lanceur sur plusieurs tirs. Le BFR annoncé par SpaceX pour les missions martiennes est encore plus massif et va dans le sens de la réduction du prix du kilogramme envoyé dans l'espace. [réf. nécessaire]
Nouvelles méthodes de construction[modifier | modifier le code]
Contrairement à l'époque des missions Apollo, aujourd'hui nous disposons d'une informatique plus performante et de nouvelles méthodes de fabrication dites méthodes additives (comme l'impression 3D). Une telle avancée permet de réduire significativement la masse à emporter sur la Lune. En effet, il est envisageable d'emporter des machines d’impression 3D utilisant comme matière les régolites lunaires et les métaux extraits sur-place pour imprimer les murs des installations et des structures simples évitant d'avoir à les fabriquer sur Terre et à les envoyer[7].
Fonctionnement[modifier | modifier le code]
Il n'existe pas d'experience prouvant la faisabilité de l'exploitation minière d'un corps extraterrestre. mais il existe des recherches sur comment déplacer de façon rentables des tonnes de matières dans l'espace.
Extraction et purification[modifier | modifier le code]
Etape visant à séparer les différents éléments chimiques des minerais et éventuellement leur mise en forme en lingot, brames ou poutres facilitant leur utilisation pour la réalisation de structures dans l'espace ou sur la Lune.
Livraison[modifier | modifier le code]
Destinations[modifier | modifier le code]
Une fois les matières premières produites il ne reste plus qu'à les envoyer "aux clients". Selon les scénario ces produits à faible valeur ajoutée peuvent être envoyés vers une orbite plus basse autour de la Terre pour la construction de structures ou vaisseaux de grande taille en LEO pour des expéditions habités vers le reste du système solaire. On peut aussi concevoir que la matière reste sur la Lune pour augmenter le volume des infrastructures.
Moyens de livraison[modifier | modifier le code]
Pour envoyer le cargo vers l'espace depuis la Lune il faut que ce dernier atteigne la vitesse de satellisation. Pour ce faire on évitera d'utiliser une fusée mais plutôt on préférera utiliser une catapulte électromagnétique ou toute autre forme de lancement ne faisant pas appel aux fusées.[8] En effet, étant donné qu'il s'agit là de grandes quantités de matière il est plus raisonnable et économique de construire de longs rails à la surface de la Lune. Les cargos sont accélérés linéairement jusqu'à la vitesse de satellisation ou de libération selon les scénario. Cette technique de mise en orbite ne peut pas être utilisée sur Terre au niveau du sol car l'atmosphère interdit d'atteindre de telles vitesses. Sur la Lune cette méthode ne rencontre aucun soucis de mise en place en théorie et permet d'envoyer à grande fréquence de la matière en orbite.
Objectifs[modifier | modifier le code]
Nouvelle source de minerais[modifier | modifier le code]
Sur Terre les mines les plus riches en métaux ont déjà été exploitées et les mines deviennent de moins en moins concentrées. Ce qui implique de creuser beaucoup pour trouver peu.[9] Sur la Lune, aucune exploitation n'a été menée et la présence de filons concentrés est envisageable. De plus, même si la concentration est faible il est moins gênant de creuser sur la Lune car sa gravité est plus faible et il n'y a aucun habitat naturel ou population à menacer.
Reduction des coûts liés au spatial[modifier | modifier le code]
Le développement des activités spatiales est actuellement limité par le fort coût de mise en orbite depuis le sol terrestre. Ainisi, pour mettre en orbite une station spatiale de plusieurs centaines de tonne le prix du lancement est supérieur à environ 2000€/kg. Cela pousse les ingénieurs à chercher à concevoir des structures légères ce qui rend les stations fragiles et souvent en plusieurs tirs de fusées. En lançant la matière depuis la Lune le prix est théoriquement plus faible. Ainsi, seul les équipement impossibles à fabriquer hors de la Terre doivent etre envoyés (électronique moderne, moteurs complexes, médicaments, nourriture, expériences...). [réf. nécessaire]
Controverse et traités[modifier | modifier le code]
Pollution de la Lune[modifier | modifier le code]
Aller sur la Lune faire quelque chose de plus massif que la simple exploration scientifique peut modifier l'aspect de la Lune sensiblement lorsque celle-ci est observée en détail avec un instrument d'optique depuis la Terre. Il faudrait cependant des mines de très grand diamètre pour que la Lune change à l’œil nu (détail perceptible par l’œil humain sur la Lune : ~100km).
La présence d'une industrie sur la Lune donne nécessairement lieu à une pollution industrielle. Cependant, il est difficile d'établir à quel point ceci altère l’environnent lunaire car celui-ci est déjà hostile à toute forme de vie connue.
Propriété de la surface et du sous-sol lunaire[modifier | modifier le code]
La Lune est un territoire naturel n'étant la propriété d'aucun état d'après l'ONU. La Lune est mentionnée dans un traité sur la Lune interdisant son utilisation militaire.[10] Un traité plus général sur l'utilisation de l'espace : Le traité de l'espace donne plus de détails sur le droit international en ce qui concerne les ressources spatiales.
Voir aussi[modifier | modifier le code]
Notes et références[modifier | modifier le code]
Références[modifier | modifier le code]
Liens externes[modifier | modifier le code]
http://blogs.esa.int/janwoerner/2016/04/26/presentation-on-moon-village/(en) : Présentation sur le village lunaire proposé par l'ESA
https://www.esa.int/fre/ESA_in_your_country/France/Construire_une_base_lunaire_en_impression_3D Comment imprimer une base à la surface de la Lune.
https://www.youtube.com/watch?v=bGcvv3683Os(en) Video expliquant les grands tenants et aboutissants de l'industrialisation de la Lune
- (sv) Jeffrey R. Johnson, Timothy D. Swindle et Paul G. Lucey, « Estimated solar wind-implanted helium-3 distribution on the Moon », Geophysical Research Letters, vol. 26, no 3, , p. 385–388 (ISSN 0094-8276, DOI 10.1029/1998gl900305, lire en ligne, consulté le )
- (en) « THE ESTIMATION OF HELIUM-3 PROBABLE RESERVES IN LUNAR REGOLITH », usra, {{Article}} : paramètre «
date» manquant - « Moon: NASA Science: In Depth », Moon: NASA Science, {{Article}} : paramètre «
date» manquant (lire en ligne, consulté le ) - J. Miller, L. Taylor, C. Zeitlin et L. Heilbronn, « Lunar soil as shielding against space radiation », Radiation Measurements, vol. 44, no 2, , p. 163–167 (ISSN 1350-4487, DOI 10.1016/j.radmeas.2009.01.010, lire en ligne, consulté le )
- (en) P. D. Spudis, D. B. J. Bussey, S. M. Baloga et J. T. S. Cahill, « Evidence for water ice on the Moon: Results for anomalous polar craters from the LRO Mini-RF imaging radar », Journal of Geophysical Research: Planets, vol. 118, no 10, , p. 2016–2029 (ISSN 2169-9097, DOI 10.1002/jgre.20156, lire en ligne, consulté le )
- S. Son et N.J. Fisch, « Aneutronic fusion in a degenerate plasma », Physics Letters A, vol. 329, nos 1-2, , p. 76–82 (ISSN 0375-9601, DOI 10.1016/j.physleta.2004.06.054, lire en ligne, consulté le )
- (en-GB) esa, « Building a lunar base with 3D printing », European Space Agency, {{Article}} : paramètre «
date» manquant (lire en ligne, consulté le ) - TechFreep.com, « Magnets, Not Rockets, Could Fling Satellites Into Space | TechFreep Science », sur techfreep.com (consulté le )
- « L’ÉPUISEMENT DES MÉTAUX ET MINÉRAUX : FAUT-IL S’INQUIÉTER ? », sur http://www.ademe.fr, (consulté en )
- (en) « United Nations Treaty Collection » (consulté le )