L'Université de l'Arkansas aux États-Unis réalise l'impression tridimensionnelle sans liant de simulant de régolithe lunaire

fr.wedoany.com Rapport : Le 10 novembre, l'équipe de recherche de l'Université de l'Arkansas aux États-Unis a publié les résultats de ses recherches sur la fabrication additive sans liant de simulant de régolithe lunaire, utilisant la technologie de fusion sélective par laser sur lit de poudre pour fritter directement le simulant de régolithe lunaire en briques de construction modulaires assemblables entre elles. Cette technologie ne nécessite aucun ajout de liant ; les éléments en forme de croix et en forme de lettre H fabriqués peuvent s'emboîter mutuellement pour former des structures de plus grande taille. Les recherches associées ont été publiées le 29 août 2026 dans la revue « NPJ Advanced Manufacturing ». Les chercheurs proposent que ce procédé puisse être utilisé pour explorer des solutions de fabrication in situ de composants de construction pour de futures bases lunaires.

Les essais ont utilisé le simulant de régolithe des hautes terres lunaires LHS-1, un matériau commercial formulé selon les caractéristiques des échantillons lunaires collectés lors du programme Apollo, destiné à simuler la composition et les propriétés des particules minérales meubles de la surface lunaire. Contrairement au sol terrestre, le régolithe lunaire ne contient pas de matière organique et est principalement constitué de particules minérales acérées formées par des impacts prolongés d'astéroïdes, de micrométéorites et d'autres matières spatiales. En raison de l'absence de cimentation naturelle entre les particules, les procédés traditionnels de mise en forme par poudre nécessitent généralement l'ajout d'un liant, or le transport du liant depuis la Terre vers la Lune augmenterait la charge utile et le coût de la mission.

L'équipe de recherche a utilisé le procédé de fusion sélective par laser sur lit de poudre, en étalant uniformément le simulant de régolithe lunaire à grains fins sur le lit de poudre, et en faisant fondre localement les particules par irradiation laser pour provoquer leur frittage et former une couche consolidée continue. Après le traitement d'une couche, l'équipement abaisse la plateforme du lit de poudre, puis étale une nouvelle couche de poudre et répète le frittage, formant ainsi progressivement un composant tridimensionnel couche par couche. Contrairement aux solutions reposant sur un liant externe pour lier les particules, cette méthode utilise directement la liaison par frittage entre les particules du simulant de régolithe lunaire lui-même pour former la structure.

Les chercheurs ont fabriqué des briques en forme de croix et en forme de H d'une largeur de quelques centimètres, les deux structures pouvant être reliées entre elles par emboîtement géométrique, sans nécessiter l'utilisation supplémentaire de mortier ou d'autres matériaux de liaison. L'étude a également réalisé des tests de résistance à la compression et de porosité sur des échantillons cubiques frittés, la résistance à la compression maximale mesurée étant d'environ 3,4 mégapascals. Il convient de préciser que cette donnée de résistance provient d'échantillons cubiques frittés et non de la capacité portante d'une structure de bâtiment complète déjà validée.

Actuellement, les composants formés par frittage direct présentent encore des problèmes tels qu'une porosité élevée et une résistance mécanique inférieure à celle des matériaux imprimés avec ajout de liant. L'équipe de recherche estime que les échantillons existants peuvent conserver une forme autoportante, mais qu'il n'est pas encore possible d'en conclure qu'ils possèdent la capacité de supporter les charges structurelles principales d'un bâtiment. Les recherches ultérieures devront encore vérifier la stabilité de traitement de ce procédé sous vide et en environnement de microgravité, et optimiser la densité du matériau, la résistance mécanique ainsi que les paramètres de frittage.