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Les défis de l’exploitation minière extraterrestre

L’exploitation minière dans l’espace : quel potentiel ?

Pierre Henriquet, docteur en physique nucléaire
Le 17 mai 2022 |
6 mins de lecture
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L’exploitation minière dans l’espace : quel potentiel ?
Pierre Henriquet
Pierre Henriquet
docteur en physique nucléaire
En bref
  • Les minerais extraterrestres attirent. La raréfaction des ressources sur Terre pourrait nous pousser à nous tourner vers l’espace.
  • L’astéroïde métallique Psyché (200 km de large environ), par exemple, contient environ 50 % de métal, soit une quantité totale équivalente à des millions d’années de notre production annuelle mondiale de fer et de nickel.
  • Le cadre législatif autour de l’exploitation minière extraterrestre est très flou. De nombreux pays comme les États-Unis, le Luxembourg ou encore les Émirats Arabes Unis travaillent sur des textes pour l’encadrer.
  • Quel que soit l’intérêt du secteur public ou privé pour le développement des activités d’extractions de ressources extraterrestres, il faut reconnaître que la tâche est loin d’être aisée.

Cela fait des années que l’on entend par­ler d’industrie spa­tiale com­mer­ciale et d’exploitation des ressources que recè­lent la Lune et les autres corps du Sys­tème solaire. Mais alors qu’on nous promet, « pour bien­tôt », des bases lunaires et des colonies sur Mars, force est de con­stater que pour l’instant ces grands rêves peinent à pren­dre corps.

Toute­fois, après des décen­nies de décep­tion, la com­bi­nai­son d’une meilleure tech­nolo­gie, d’une baisse des coûts vers l’espace et d’une ruée du secteur privé vers les éner­gies com­péti­tives a placé les voy­ages spa­ti­aux au pre­mier plan. Les développe­ments com­mer­ci­aux de l’industrie spa­tiale et la raré­fac­tion d’éléments néces­saires à l’industrie pour­raient inciter à chercher ailleurs les ressources et à envis­ager l’exploitation minière de la Lune, des astéroïdes ou, à plus longue échéance, d’autres corps plus loin­tains du Sys­tème solaire.

Exem­ple d’exploitation minière lunaire (crédit : Das­sault Systèmes)

Une manne à miner

D’après les esti­ma­tions, l’astéroïde métallique Psy­ché (200 km de large env­i­ron) con­tient env­i­ron 50 % de métal, soit une quan­tité totale équiv­a­lente à des mil­lions d’années de notre pro­duc­tion annuelle mon­di­ale de fer et de nick­el. Et ces métaux ne sont pas les seuls qui attisent la con­voitise des futurs prospecteurs spatiaux. 

D’autres astéroïdes sont rich­es en élé­ments très rares sur Terre. Pla­tine, irid­i­um, osmi­um, pal­la­di­um, tous ont une grande impor­tance indus­trielle et ser­vent à la fab­ri­ca­tion de pro­duits aus­si divers que des pots cat­aly­tiques, des stim­u­la­teurs car­diaques et des implants médi­caux, mais ils entrent surtout dans la com­po­si­tion de la plu­part des com­posants élec­tron­iques mod­ernes. Ces ressources, sur Terre, sont extrême­ment lim­itées et l’augmentation de leur prix pour­rait ne plus ren­dre si aber­rante l’idée d’aller les min­er dans l’espace.

Plus proche de nous, la Lune fait l’objet d’une atten­tion crois­sante de la part de l’industrie spa­tiale. Sa richesse ? Pas de métaux rares, mais deux autres ressources tout aus­si stratégiques.

La pre­mière est l’eau. Des son­des d’exploration sci­en­tifiques comme LRO (États-Unis) ou Chandrayaan‑1 (Inde) ont con­fir­mé, depuis l’orbite lunaire, la présence d’eau sur presque toute la sur­face de la Lune, mais surtout sous forme de glace dans des cratères ombragés en per­ma­nence aux pôles lunaires. Cette eau pour­rait tout d’abord servir, une fois puri­fiée, à rem­plir les besoins en eau des astro­nautes en mis­sion sur place, mais une fois séparée en ses con­sti­tu­ants fon­da­men­taux (oxygène et hydrogène), elle fourni­rait surtout les vais­seaux spa­ti­aux en car­bu­rant (c’est ce qu’utilise aujourd’hui l’étage prin­ci­pal de la fusée Ari­ane 5).

Exploita­tion minière d’un astéroïde (crédit : Deep Space Industries)

De plus, il sem­ble que les vents solaires aient implan­té d’importants dépôts d’hélium‑3 (un iso­tope léger de l’hélium) dans les régions équa­to­ri­ales de la Lune. Cet hélium‑3 est une source de com­bustible poten­tielle pour les réac­teurs à fusion de deux­ième et de troisième généra­tion dont on espère qu’ils seront en ser­vice d’ici la fin du siècle.

Un cadre législatif en constante évolution

Mais peut-on min­er impuné­ment les ressources d’autres corps célestes ?

Le traité sur l’espace extra-atmo­sphérique de 1967 inter­dit explicite­ment aux nations de revendi­quer la pro­priété d’un corps céleste. La Lune, par exem­ple, est un « bien com­mun ». Il n’est cepen­dant pas très dif­fi­cile de con­tourn­er la let­tre de ce texte, écrit en un temps de guerre froide où les préoc­cu­pa­tions liées à l’espace étaient très dif­férentes d’aujourd’hui.

Une des « astuces » mis­es en avant par les États-Unis et d’autres nations qui veu­lent dévelop­per l’exploitation minière de l’espace est que, à l’instar des eaux inter­na­tionales sur Terre, qui n’appartiennent à per­son­ne, mais dans lesquelles il est tout à fait autorisé de pêch­er, les pays et les entre­pris­es pour­raient de fac­to exploiter et pos­séder les ressources extraites des corps célestes sans revendi­quer ces corps célestes eux-mêmes.

Sur la base de ces con­sid­éra­tions, l’administration Oba­ma a signé le fameux « Space Act » en 2015, per­me­t­tant aux citoyens améri­cains de « s’engager dans l’exploration et l’exploitation com­mer­ciale des ressources spa­tiales ».

En avril 2020, l’administration Trump pub­li­ait un décret exé­cu­tif sou­tenant l’exploitation minière améri­caine sur la Lune et les astéroïdes. Suivi immé­di­ate­ment par la NASA qui dévoilait, en mai 2020, les accords d’Artémis, qui com­pre­naient le développe­ment de « zones de sécu­rité » entourant les futures bases lunaires. L’ob­jec­tif, offi­cielle­ment, était d’éviter que les États ou des sociétés opérant à prox­im­ité ne se marchent sur les pieds et que des inci­dents ne se déclenchent. 

Futurs astro­nautes de la mis­sion Artémis prenant des échan­til­lons lunaires (crédit : NASA)

Rap­pelons que les États-Unis ne sont pas seuls à tra­vailler sur un nou­veau cadre lég­is­latif con­cer­nant les futures activ­ités spa­tiales com­mer­ciales. Le Lux­em­bourg et les Émi­rats arabes unis cod­i­fient leurs pro­pres lois sur les ressources spa­tiales dans l’espoir d’attirer des investisse­ments dans leurs pays avec des cadres juridiques favor­ables aux entre­pris­es. Juste der­rière, la Russie, le Japon, l’Inde et l’Agence spa­tiale européenne nour­ris­sent tous leurs pro­pres ambi­tions en matière d’exploitation minière spatiale.

Les entreprises privées sur les starting-blocks

Alors que l’exploitation réelle des ressources spa­tiales n’a pas encore com­mencé, la jun­gle des pos­tu­lants privés à cette nou­velle aven­ture four­mille de can­di­dats. Tel un écosys­tème en effer­ves­cence, ils appa­rais­sent et dis­parais­sent au gré des accords, des sou­tiens financiers… et des banqueroutes.

Plan­e­tary Resources, fondée en 2009 dans le but de dévelop­per une indus­trie robo­t­ique d’extraction d’astéroïdes, dis­paraît en 2020 mal­gré des investis­seurs fon­da­teurs de pre­mier plan, dont Lar­ry Page d’Alpha­bet, Eric Schmidt, ex-PDG de Google et Richard Bran­son, le fon­da­teur du groupe Vir­gin.

Schak­le­ton Ener­gy Com­pa­ny était une entre­prise tex­ane fondée en 2007 pour dévelop­per des tech­nolo­gies per­me­t­tant de faire du minage lunaire. L’insuffisance des lev­ées de fond effec­tuées entre 2011 et 2013 ne lui per­mit pas de sur­vivre au-delà de cette date.

Mais d’autres sociétés sont apparues depuis et pari­ent sur l’avenir de l’industrie lourde spa­tiale. Citons, par exem­ple, iSpace (Japon) qui se donne pour objec­tif « d’aider les entre­pris­es à accéder à de nou­velles oppor­tu­nités com­mer­ciales sur la Lune » (extrac­tion de l’eau et des ressources minérales). Off­world, société cal­i­forni­enne, développe « des robots indus­triels uni­versels capa­bles de faire le plus gros de l’exploitation minière sur Terre, la Lune, les astéroïdes et Mars ». L’Aster­oid Min­ing Cor­po­ra­tion (Roy­aume-Uni) finance actuelle­ment le développe­ment d’un satel­lite, « El Dora­do », offi­cielle­ment prévu pour être lancé en 2023, devrait men­er une large étude spec­trale de 5 000 astéroïdes afin d’identifier les plus pré­cieux pour l’exploitation minière.

Beaucoup de chemin reste à faire

Quel que soit l’intérêt du secteur pub­lic ou privé pour le développe­ment d’activités d’extractions de ressources extrater­restres, il faut recon­naître que la tâche est loin d’être aisée.

L’exploitation minière de la Lune, par exem­ple, devra sur­mon­ter un cer­tain nom­bre de prob­lèmes spé­ci­fiques. Aux pôles les tem­péra­tures vont de 120 °C le jour à ‑232 °C la nuit, et les radi­a­tions issues des rayons cos­miques, non déviés par un champ mag­né­tique plané­taire, comme celui de la Terre, créent un envi­ron­nement très hos­tile. De plus, comme l’ont décou­vert les astro­nautes d’Apol­lo, la pous­sière lunaire est extrême­ment fine et très abra­sive, de sorte que les pièces mobiles doivent être pro­tégées. La lubri­fi­ca­tion et le refroidisse­ment y sont très dif­fi­ciles, car la plu­part des huiles, des flu­ides de refroidisse­ment et des graiss­es se dés­in­tè­grent ou s’évaporent dans le vide.

La sit­u­a­tion n’est guère meilleure pour les astéroïdes. Si les tech­nolo­gies dévelop­pées ces dernières années pour attein­dre, sur­v­ol­er et s’approcher en douceur de la sur­face des astéroïdes ont con­sid­érable­ment évolué, grâce au développe­ment de son­des d’exploration sci­en­tifiques comme Hayabusa 2 (Japon) ou Osiris-Rex (États-Unis), les tech­niques de minage et de récolte des matéri­aux en ape­san­teur sont encore à dévelop­per et à tester.

Rap­pelons, pour ter­min­er, que les organ­ismes publics ne sont pas inac­t­ifs dans ce domaine. En 2019, Ari­ane­Group a signé un con­trat avec l’Agence spa­tiale européenne pour étudi­er la pos­si­bil­ité d’aller sur la Lune avant 2025 et com­mencer à y tra­vailler. Pour la réal­i­sa­tion de cette étude, Ari­ane­Group et sa fil­iale Ari­ane­space se sont asso­ciés à une start-up alle­mande, PT Sci­en­tists, qui fourni­ra l’atterrisseur, et à une PME belge, Space Appli­ca­tions Ser­vices, qui fourni­ra le seg­ment sol, les équipements de com­mu­ni­ca­tion et les opéra­tions de ser­vices associées.