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station spatiale internationale
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Innovation

Les toilettes spatiales inventées par la NASA pour leurs fusées coûteront 25 millions de dollars... et voilà pourquoi

Publié le 27 juin 2020
La Nasa a dépensé près de 25 millions de dollars pour équiper la Station spatiale internationale et ses futurs vols spatiaux de WC améliorés, selon des informations de la rédaction de Wired. Que symbolise cette nouveauté mise au point par la NASA ?
Olivier Sanguy
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Olivier Sanguy est spécialiste de l’astronautique et rédacteur en chef du site d’actualités spatiales de la Cité de l’espace à Toulouse.
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La Nasa a dépensé près de 25 millions de dollars pour équiper la Station spatiale internationale et ses futurs vols spatiaux de WC améliorés, selon des informations de la rédaction de Wired. Que symbolise cette nouveauté mise au point par la NASA ?

Atlantico.fr : Comment fonctionnaient les toilettes spatiales jusque-là et pourquoi cette installation est à ce point innovante, coûteuse et remarquable ?

Olivier Sanguy : Au tout début des vols habités, les besoins naturels ne sont guère pris en compte, car les premières missions sont très courtes. Le tour de Terre du Soviétique Youri Gagarine a duré 108 minutes, et la mission suborbitale de l’américain Alan Shepard une quinzaine de minutes. Avec l’allongement des missions, on a eu recours aux couches et même à des sacs pour les besoins solides. Tout cela est donc très spartiate. Puis, du côté soviétique comme américain, avec les premières stations et la navette, on se penche sur de véritables toilettes. Et c’est bien plus compliqué qu’en apparence. Sur Terre, la pesanteur fait que les besoins liquides ou solides tombent naturellement dans un récipient et on évacue le tout avec de l’eau. Dans l’espace, en impesanteur, tout flotte… y compris les déjections humaines ! Aussi, il ne peut pas y avoir une cuvette avec de l’eau qui attend. Donc, dans un premier temps, il faut un dispositif d’aspiration pour remplacer la chute qui n’existe plus. Ensuite, le dispositif doit être capable de stocker le tout de façon hermétique. Il faut en effet tenir compte que dans la vie en circuit fermé d’une navette ou d’une station, l’hygiène a encore plus d’importance. Avec les WC, on est typiquement dans l’objet plutôt simple sur Terre qui devient un véritable casse-tête dans l’espace. Sans compter que la fiabilité doit être au rendez-vous, car on ne souhaite pas perdre de temps avec des problèmes de sanitaires. L’absence de panne étant impossible, de bons WC spatiaux sont aussi réparables. Enfin, le WC lui-même et ses matériaux doivent se soumettre au très exigeant cahier des charges de sécurité lié aux vols habités, par exemple sur les critères d’ininflammabilité. Tout ceci explique qu’un sanitaire en impesanteur coûte considérablement plus que son homologue terrestre. Le nouveau sanitaire présenté est d’après son fabricant plus facile à réparer. Un point sur lequel il y avait semble-t-il des progrès à réaliser. L’ergonomie a été travaillée pour qu’il soit plus agréable à utiliser et notamment la morphologie féminine a été beaucoup plus prise en compte.

Quels sont les défis en jeu dans cette innovation ? En plus d'assurer la santé et l'hygiène des astronautes, notamment dans le cas de missions de longue durée, que symbolise cette nouveauté mise au point par la NASA ?

Bien sûr il y a le symbole que représente la prise en compte bien plus poussée de la morphologie féminine. C’était déjà le cas, mais on n’était plus dans une adaptation que dans un design spécifiquement pensé pour être aussi confortable pour les femmes que pour les hommes. Et là on entre dans des détails qui ont bien plus d’importance que ce qu’on pourrait croire. Les précédents sanitaires gênaient par exemple les femmes lorsqu’elles urinaient et déféquaient en même temps par rapport aux hommes en raison des différences morphologiques qui existent. Le design de ces WC a été particulièrement étudié pour éviter cet inconvénient. Et il ne faut pas croire que le confort lié aux besoins devrait rester secondaire. Si cette fonction qu’on exerce généralement de façon naturelle sur Terre devient trop problématique là-haut, on crée une gêne qui finit par avoir des conséquences sur l’humeur de l’équipage et donc sa performance. Sans compter les conséquences physiologiques induites par le fait de se retenir à l’excès si l’utilisation des sanitaires est perçue comme un moment qu’on souhaite éviter. Pour l’ISS, n’oublions pas que le planning des astronautes est chargé et qu’ils doivent mener un certain nombre d’expériences scientifiques. La performance d’un équipage, c’est donc aussi de la science bien menée, à la fois quantitativement et qualitativement. Et cette performance dépend d’un bon moral dans lequel des toilettes efficaces et qui tombent peu en panne jouent un rôle non négligeable. Ensuite, l’urine des astronautes est recyclée pour devenir de l’eau potable à bord de l’ISS. Ce système qui a montré son efficacité peut avoir des applications très concrètes sur Terre en matière de purification d’eau pour des zones où l’accès à l’eau potable est difficile. Les WC spatiaux sont chargés de préparer l’urine pour le système de filtration, donc ils interviennent dans cette chaîne qui a son importance.

Quelles sont les autres innovations de ce type qui sont en train d'être développées ou qui mériteraient d'être discutées ?

Même si ces WC marquent une évolution, il est certain qu’il reste de la marge pour des améliorations. Ceux des navettes spatiales de la NASA, bien que luxueux par rapport aux sacs d’Apollo ou aux sanitaires rudimentaires de la station américaine Skylab, demandaient tout de même un entraînement spécifique. Et le plus difficile consistait à bien viser l’orifice. L’entraînement demandait notamment de regarder ce que filmait une caméra vidéo qui filmait depuis le fond de la cuvette… Il semble que les nouveaux WC soient plus intuitifs de ce côté. Je disais plus haut qu’à l’heure actuelle, on récupère l’urine des astronautes pour en faire de l’eau potable. Ce type de système, en recyclant l’eau, permet de réduire l’apport d’eau et donc la masse des réservoirs. Cette logique du recyclage aura encore plus d’importance pour les futures missions lunaires et martiennes, car emporter toute l’eau nécessaire se paiera en masse et en volume. Plus le recyclage est efficace et plus on économise sur cette masse. C’est pourquoi on étudie la possibilité de récupérer aussi l’eau des excréments. Après tout, l’eau, c’est 75 % de la masse des excréments. Mais la technologie impliquée s’avère plus complexe que pour l’urine.

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Commentaires (2)
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assougoudrel
- 27/06/2020 - 19:59
Question:
Les étrons qui sont en orbite, deviennent-ils parfaitement ronds comme les planètes? Cela coûte très cher, c'est nouveaux Jacob Delafond.
zelectron
- 27/06/2020 - 17:28
25 millions de $, c'estt le prix à payer pour des nuls !
la NASA n'a pas établi un appel d'offres étendu, il ne faut pas s'étonner que ce gaspillage ait eu lieu !
Les contraintes de volume, de poids, ainsi que technologiques complexifiées à foison justifient aux yeux des ignares que sont les autorités de tutelle de la NASA l'énormité de cette somme . . . à moins que certains se soient "dévoués" pour des œuvres charitables nécessiteuses