Quel est ce projet ?

À travers les travaux de Ryan McClelland, un ingénieur-chercheur au Goddard Space Flight Center situé en Floride, la NASA souhaite associer intelligence artificielle et impression 3D pour fabriquer des pièces de vaisseaux ou d’équipements lors des missions sur la Lune ou Mars. 

À l’aide d’un programme, des structures évoluées (pièces nécessaires à la confection d’équipements spatiaux) sont conçus. Cela permet de gagner en poids, en résistance et en temps par rapport aux méthodes traditionnelles.

Selon M. McClelland, ces pièces métalliques aux formes étranges peuvent ressembler à « des os laissés par des espèces extraterrestres » mais s’avèrent être d’une grande efficacité. L’intelligence artificielle travaille sous la direction des concepteurs qui transmettent le cahier des charges comportant les besoins et les contraintes de la création demandée. Ce travail humain permet d’éviter toute erreur de la part de l’IA qui risquerait de créer des structures trop fines. 

Une grande vitesse de de conception et d’impression 3D ?

C’est la promesse de la NASA. Une fois lancée, l’IA ne met pas plus de deux heures pour produire un design. Et il faut compter environ une semaine pour obtenir une pièce finie, ce qui raccourcit considérablement les délais.

Jusqu’à maintenant, ces pièces ont été utilisées pour différents projets parmi lesquels des ballons-observatoires astrophysiques, des télescopes spatiaux et même la mission Mars Sample Return qui doit ramener sur Terre les échantillons de sols prélevés par le rover martien Persévérance.

Selon Ryan McClelland, l’avenir de la conception assistée par intelligence artificielle passera par l’impression 3D avec des résines et des métaux et l’utilisation des ressources in situ pour fabriquer les composants directement dans l’espace ou sur une autre planète. « Ces techniques pourraient permettre à la Nasa et à ses partenaires commerciaux de construire en orbite des composants de plus grande taille qui ne tiendraient pas dans un véhicule de lancement standard, elles pourraient même faciliter la construction sur la Lune ou sur Mars en utilisant des matériaux trouvés sur place. »

© Exemple de pièce conçue à l’aide de l’impression 3D et l’intelligence artificielle de la Nasa, par Henry Dennis.

Une nouvelle matière pour l’impression 3D dans l’espace ? 

L’utilisation de l’impression 3D dans le secteur aérospatial permettrait d’explorer de nouveaux matériaux (comme le titane, l’aluminium, ou encore l’inconel) et de proposer des alternatives inédites sur le marché. 

C’est le cas de l’Agence Spatiale Européenne qui a découvert une nouvelle matière : le régolithe lunaire (poussière qui recouvre la Lune). 

Advenit Makaya, ingénieur en fabrication avancée explique que « le régolithe lunaire est comme du béton. C’est du sable, principalement composé de silicium, de quelques éléments chimiques comme du fer, du magnésium ou de l’aluminium. »

En termes de caractéristiques, cette matière lunaire permettrait d’atteindre une résolution d’impression plus fine. Combiner son utilisation à l’IA et l’impression 3D permettrait de produire des pièces au plus haut niveau de précision et ainsi accroitre la vitesse de développement des bases terrestres dans l’espace et sur d’autres planètes.

Enfin, quelles sont les limites de l’impression 3D dans l’espace ? 

Malgré les avantages que cette technologie peut apporter, celle-ci demeure récente et peut avoir des limites. Sur Terre, les fabricants du secteur ont accès à des laboratoires où chaque pièce peut être testée. On vérifie sa microstructure, sa résistance et sa fiabilité avant de la valider. Ce processus s’appelle le NDI, ou inspection non destructive. Ce n’est pas le cas dans l’espace où les composants fraichement fabriqués ne pourront bénéficier d’aucun test de ce niveau. L’objectif de la NASA est donc de trouver une alternative à ces tests afin de réduire les prix et de permettre aux ingénieurs spatiaux de fabriquer et tester leurs composants en toute sécurité lors de leurs missions spatiales.