L’eau : essentielle à la vie sur Terre, elle pourrait aussi être, surprenamment, un puissant allié dans l’espace. C’est en tout cas cette piste qu’explore une étude menée au sein de l’Université de Gand, en Belgique. Comme l’indique l’Agence spatiale européenne (ESA), le 6 février, ces travaux explorent la possibilité de se servir de cet élément basique comme protection spatiale.
Les risques du métier d’astronaute
Les voyages spatiaux ne sont pas sans risques, loin de là. Sur Terre, le champ magnétique et l’atmosphère forment un bouclier protecteur contre les radiations cosmiques. Mais, sans protection, ces rayonnements présentent des dangers pour la santé humaine. C’est pour cela que les astronautes ont besoin de combinaisons spatiales. Les efforts actuels visent à les rendre toujours plus légères et moins encombrantes, et par ailleurs à rehausser le degré de protection.
Dans un projet d’appel d’offre de l’ESA en 2014, des chercheurs de l’Université de Gand, en Belgique, avaient démontré que l’eau était l’une des meilleures substances pour se protéger des rayonnements spatiaux. Comme l’explique l’ESA, l’eau est « relativement dense et contient beaucoup d’atomes d’hydrogène. Ces atomes d’hydrogène interagissent avec les particules de rayonnement entrantes et les ralentissent. »
L’eau est déjà utilisée dans les centrales nucléaires, notamment comme un écran protecteur qui atténue la radioactivité des matériaux. En effet, les centrales contiennent des piscines dans lesquelles sont plongés des éléments radioactifs neufs ou usagés.
Mais, ajoutait l’ESA, « un système de radioprotection à écoulement libre à base d’eau a ses défis ». En effet, les premiers essais de prototype de vêtement de protection avec ce système avaient révélé quelques défauts, dont des risques de fuite et une distribution inégale du liquide dans les zones de protection.
Dix ans plus tard, les scientifiques belges remettent le couvert. Plus précisément, une équipe de recherche du Polymer Chemistry and Biomaterials Group (PBM) de l’Université de Gand essaie cette fois-ci de remplacer l’eau liquide par des hydrogels. Le but ? Tenter de réussir à résoudre les problèmes rencontrés précédemment.
« Nous avons démontré avec succès que les hydrogels sont sûrs à utiliser dans des conditions spatiales. Dans ce projet de suivi, nous appliquons différentes techniques pour façonner le matériau en une structure 3D et faire évoluer le processus de production, afin de pouvoir nous rapprocher de l’industrialisation », développe le chef du projet, Peter Dubruel.
Alors, concrètement, comment utiliser l’eau comme protection ?
Les hydrogels sont des polymères superabsorbants (SAP) gonflés d’eau. Les SAP peuvent « absorber jusqu’à plusieurs centaines de fois leur poids en liquide ». C’est cette propriété qui les rend intéressantes, car l’eau n’est alors pas sous forme liquide, mais sous forme de gel, plus pratique pour répartir la protection de façon plus uniforme, tout en réduisant les risques de fuite.
« Les hydrogels se trouvent dans de nombreuses choses que nous utilisons tous les jours, des lentilles de contact aux couches et aux produits sanitaires », relève Lenny Van Daele, doctorant à l’université de Gand et faisant partie du Polymer Chemistry and Biomaterials Group (PBM). D’ailleurs, cela a déjà servi dans le domaine médical.
« Notre groupe de recherche a de l’expérience dans les applications dans le domaine médical — en utilisant des hydrogels comme matériau souple implantable pour réparer les tissus et les organes endommagés », a-t-il ainsi ajouté.
« Le polymère superabsorbant que nous utilisons peut être traité à l’aide de plusieurs techniques différentes, ce qui est une qualité rare et avantageuse parmi les polymères, complète Manon Minsart, post-doctorante travaillant aussi dans le PBM Group. Notre méthode de choix est l’impression 3D, qui nous permet de créer un hydrogel dans presque toutes les formes que nous voulons. »
Un matériau plein de promesses, donc, qui nous prouve que la solution à un problème compliqué se trouve souvent dans les choses les plus simples.
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