FNR/Emily Iversen
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En 2016, l’exploration des ressources spatiales et le Luxembourg ont suscité un fort engouement international. Au cours de cette année-là, le Luxembourg a adopté un cadre juridique pour l’utilisation des ressources spatiales et lancé l’initiative spaceresources.lu afin d’attirer des entreprises du secteur spatial.
En 2020, le European Space Resources Innovation Centre (ESRIC) a été créé et – le premier centre d’innovation au monde entièrement consacré aux ressources spatiales. La même année, la robotique spatiale a rejoint les priorités nationales de recherche du Luxembourg. Dix ans plus tard, le Luxembourg abrite un écosystème de plus de 80 entreprises et organismes de recherche liés à l’espace, employant plus de 1 400 personnes.
Parmi eux figure Jarrett Dillenburger, PhD, spécialiste des ressources spatiales et chercheur à l’ESRIC. Il travaille sur l’utilisation de ressources lunaires.
Jarrett Dillenburger au labo. (Photos: FNR/Emily Iversen)
Réduire les coûts grâce aux ressources déjà présentes dans l’espace
« Le lancement d’équipements dans l’espace est extrêmement coûteux. Pour permettre une exploration spatiale durable à long terme, nous voulons utiliser les ressources déjà disponibles dans l’espace au lieu de les transporter depuis la Terre », explique Jarrett Dillenburger.
Pour chaque kilogramme de matériau envoyé sur la Lune, plus de 25 kilogrammes de propergol sont utilisés. Si nous transportons moins de matériaux depuis la Terre, nous réduisons la masse et le coût de ces missions. En produisant de l’oxygène sur la Lune, par exemple, nous pourrions ravitailler les fusées sur place au lieu d’acheminer l’oxygène depuis la Terre. Ce seul changement pourrait réduire de 50 % le coût d’un voyage vers la Lune !
Jarrett Dillenburger, European Space Resources Innovation Centre (ESRIC)
Des ressources abondantes sur la Lune
La stratégie évoquée par Dillenburger s’appelle « in-situ space resource utilization » (traduction : « utilisation in situ des ressources spatiales »), ou ISRU. Il explique que la Lune, Mars et même les astéroïdes proches regorgent de ressources. Sur la Lune, la surface est recouverte d’une couche de roches et de poussière appelée régolithe lunaire. Des expériences menées sur Terre ont montré qu’il est possible d’en extraire de l’oxygène et des métaux. Les métaux peuvent servir à construire des bases et des structures lunaires, tandis que l’oxygène est un composant essentiel du propergol, dont il représente environ 70 % de la masse.
L’extraction de ressources spatiales est déjà en cours. En 2021, l’expérience MOXIE de la NASA, de la taille d’un grille-pain, a prélevé du dioxyde de carbone dans l’atmosphère martienne et l’a transformé en oxygène respirable. Forts de ce succès, nous cherchons désormais à extraire également des matériaux précieux du régolithe lunaire.
Jarrett Dillenburger, European Space Resources Innovation Centre (ESRIC)
Le régolithe : aussi difficile à manipuler qu’utile
Le régolithe lunaire est composé de fragments rocheux abrasifs et anguleux. Comme ces particules sont chargées électrostatiquement, elles adhèrent constamment aux équipements, provoquant usure et pannes. Ce comportement fait du transport et de la manipulation efficaces du régolithe un obstacle majeur aux opérations ISRU.
Pour extraire l’oxygène du régolithe, nous devons d’abord l’excaver puis le transporter vers des équipements de traitement. Ces opérations sont nécessaires à toutes les échelles de l’ISRU et peuvent impliquer le déplacement de centaines de tonnes de régolithe chaque année. Il faut des technologies capables de manipuler ce matériau abrasif pendant des années sans s’user ni tomber en panne. Malheureusement, la plupart des technologies terrestres ne sont pas adaptées au vide lunaire ni à la faible gravité de la Lune.
Jarrett Dillenburger, European Space Resources Innovation Centre (ESRIC)
Le régolithe. Foto: AdobeStock
Une conduite lunaire fondée sur les vibrations
Pour résoudre ce goulet d’étranglement, Dillenburger et son équipe développent une technologie de transport robuste conçue pour acheminer le régolithe sous gravité lunaire et dans le vide.
Nous développons un système de transport modulaire qui utilise des vibrations contrôlées pour déplacer le régolithe dans l’environnement lunaire hostile. Cette technologie jouera un rôle essentiel dans les futures infrastructures ISRU sur la Lune comme sur Mars.
Jarrett Dillenburger, European Space Resources Innovation Centre (ESRIC)
Grâce à des vibrations de faible énergie, notre système transforme les amas collants de régolithe en un état fluide, proche d’un liquide. En maintenant les particules en suspension dans ce mouvement, nous réduisons fortement le frottement et le contact direct entre les grains tranchants et les parois de la conduite. Avec l’impulsion adéquate, le régolithe avance de manière régulière. Cette méthode convient particulièrement aux applications lunaires, car elle limite l’usure mécanique tout en tirant parti de la faible gravité de la Lune : les particules étant moins plaquées vers le sol, leur transport nécessite moins d’énergie.
Jarrett Dillenburger, European Space Resources Innovation Centre (ESRIC)
Des conditions lunaires difficiles à prévoir sur Terre
Il est toutefois difficile de développer et de tester des technologies de transport capables de fonctionner de manière fiable dans des conditions aussi extrêmes. Dillenburger explique qu’il est difficile de reproduire sur Terre la faible gravité lunaire, ce qui complique les prévisions précises sur les performances des équipements. Les scientifiques dépendent donc de modèles informatiques et de simulations.
Pour relever ce défi, les scientifiques reproduisent la gravité lunaire lors de vols paraboliques à bord d’un avion. En novembre 2025, Dillenburger a pu tester son système de transport sous gravité lunaire artificielle pendant la 88e campagne de vols paraboliques de l’ESA. L’équipe de recherche, composée de six membres, a consacré neuf mois au développement d’une charge utile expérimentale visant à étudier plusieurs technologies sous gravité lunaire.
La charge utile PARTICLE. Xiaochen Zhang (ESRIC/Université du Luxembourg) était le chercheur principal de la charge utile PARTICLE, qui intégrait le système de transport vibratoire de Dillenburger afin d’acheminer des simulants de poussière lunaire pendant une campagne de vols paraboliques. Photo: FNR/Emily Iversen
Les résultats de la campagne ont démontré que son système transporte le régolithe plus rapidement et plus efficacement sous gravité lunaire que sur Terre. Les données ont également révélé que la taille et la forme des fragments de régolithe jouent un rôle déterminant dans le comportement du matériau soumis aux vibrations.
Ce travail a été extrêmement important pour démontrer la faisabilité de notre technologie sous gravité lunaire. Les résultats de l’étude contribueront au développement d’équipements de transport du régolithe pour une future mission à la surface de la Lune. Pour déplacer le régolithe, il nous faut de bonnes vibrations.
Jarrett Dillenburger, European Space Resources Innovation Centre (ESRIC)
Jarrett Dillenburger, PhD, est spécialiste des ressources spatiales et chercheur associé au European Space Resources Innovation Centre (ESRIC), dans le cadre de la chaire FNR PEARL de la Dre Kathryn Hadler. Lancé en 2020, ESRIC est une initiative de la Luxembourg Space Agency (LSA) et du Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST), en partenariat stratégique avec l’European Space Agency (ESA).
EN SAVOIR PLUS SUR JARRETT DILLENBURGER
Sa manière d’aborder la science
« Depuis mon enfance, j’avais deux rêves : devenir scientifique et travailler dans l’espace. Après avoir obtenu mon doctorat en chimie et fait mes premiers pas comme jeune chercheur, j’ai décidé de poursuivre mon second rêve. »
« Le Luxembourg étant reconnu à l’échelle internationale comme un pôle des ressources spatiales, il représentait l’étape suivante de ma carrière scientifique. J’ai quitté mon pays, déménagé au Luxembourg et rejoint ESRIC afin de mettre mon expertise des matériaux au service de cet écosystème en pleine croissance. Heureusement, ce secteur est très interdisciplinaire et j’ai rapidement trouvé mon créneau de recherche. »
« À ESRIC, j’ai eu l’occasion extraordinaire de mener des recherches sous gravité lunaire pendant la 88e campagne de vols paraboliques de l’ESA. Flotter sous gravité lunaire aux côtés de ma propre expérience a été inoubliable et m’a encouragé à poursuivre des possibilités de recherche dans l’espace. Je souhaite maintenant partager cette expérience et inciter d’autres personnes à se lancer elles aussi dans des recherches qui défient la gravité. »
Pourquoi il aime la science
« C’est un sentiment extraordinaire que de travailler à la pointe des nouvelles connaissances et technologies. Pour rendre l’ISRU possible, nous repoussons les limites et devons repenser notre manière d’utiliser les ressources, sur Terre comme dans l’espace. J’espère sincèrement que les technologies que je développe à ESRIC seront un jour utilisées sur la Lune. Je suis également heureux que ces mêmes innovations puissent déjà être appliquées à des secteurs terrestres afin d’apporter des solutions aux défis de notre quotidien. »
Une mentore qui a fait la différence
« Comme pour beaucoup de personnes, mon parcours vers la recherche sur les ressources spatiales n’a pas été direct. Ma mentore, Kathryn Hadler, a joué un rôle majeur dans ma transition vers l’ISRU. Pendant mon passage à ESRIC, elle a mis mon travail en valeur et m’a offert des possibilités de poursuivre des recherches innovantes. Pouvoir compter sur une mentore solide et bienveillante, prête à me donner ma chance, a fait toute la différence. »
Pourquoi il a choisi de mener ses recherches au Luxembourg
« L’industrie spatiale connaît une croissance rapide au Luxembourg, l’un des rares pôles au monde consacrés à la recherche sur les ressources spatiales. Je crois que de nombreuses technologies porteuses dans ce domaine seront développées ici même, au Luxembourg. Je voulais faire partie de cet écosystème d’innovation. Et c’est désormais le cas. »
Où il se voit dans cinq ans
« Travailler en laboratoire et développer de nouvelles technologies est une véritable passion. Mais je ne peux pas tout faire seul. Au cours des cinq prochaines années, je souhaite constituer une équipe de chercheurs et d’ingénieurs talentueux afin de relever les défis complexes du secteur des ressources spatiales. Dans ce cadre, je vois une formidable possibilité de transformer nos recherches universitaires en start-up commerciales capables de répondre aux problèmes environnementaux et de ressources auxquels nous sommes confrontés sur Terre. »
Auteurs: Jarrett Dillenburger (ESRIC) und Emily Iversen (FNR)
Éditeur: Michèle Weber (FNR)
Cet article fait partie d'une série
- 1 / 5 Des choix plus intelligents pour les systèmes complexes Lire
- 2 / 5 Garantir une utilisation durable de l'eau au Luxembourg Lire
- 4 / 5 Rendre l'eau de mer potable Lire
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- 6 / 5 Déplacer la poussière lunaire uniquement grâce aux vibrations En lecture
