Face aux débris spatiaux, des chercheurs chinois s'inspirent de la coquille d'œuf pour créer un bouclier
Des ingénieurs de l'université de Dalian ont conçu un blindage biomimétique en aluminium inspiré de la coquille d'œuf, capable d'absorber jusqu'à 65 % de la vitesse d'impact des projectiles orbitaux..
L’orbite terrestre est de plus en plus encombrée par des débris spatiaux, des objets artificiels inutilisés comme des étages de fusées, des satellites hors service ou des fragments issus de collisions. Ces débris, qui se déplacent à des vitesses pouvant atteindre plusieurs kilomètres par seconde, représentent un risque majeur pour les satellites actifs, les missions habitées et même la Station Spatiale Internationale (ISS). Selon l’Agence spatiale européenne (ESA), plus de 36 500 objets de plus de 10 centimètres et 130 millions de débris de moins de 1 centimètre gravitent autour de la Terre. Leur accumulation, appelée syndrome de Kessler, pourrait, à terme, rendre certaines orbites inutilisables en cas de collision en cascade. La Chine, comme d’autres puissances spatiales, cherche des solutions pour protéger ses équipements et ses astronautes.
Des chercheurs chinois de l’Université de technologie de Harbin ont développé un bouclier anti-débris inspiré de la structure de la coquille d’œuf. Cette coquille, composée de trois couches aux propriétés distinctes – une couche externe dure, une couche intermédiaire poreuse et une couche interne flexible – absorbe et répartit les chocs de manière optimale. Les scientifiques ont reproduit cette architecture en utilisant des matériaux composites (comme des céramiques et des polymères) pour créer un bouclier capable de résister aux impacts violents des débris spatiaux. L’objectif est de concevoir un système à la fois léger, résistant et économique, tout en étant plus efficace que les boucliers métalliques traditionnels.
Le bouclier chinois fonctionne en cassant et en absorbant l’énergie des débris lors d’un impact. La couche externe, dure et cassante, se brise en petits fragments pour disperser l’énergie, tandis que la couche intermédiaire, poreuse et élastique, amortit le choc en se déformant. Enfin, la couche interne, flexible, empêche la propagation des fissures et protège la structure sous-jacente. Ce mécanisme, appelé effet de gradation des propriétés, permet de limiter les dommages causés par des projectiles se déplaçant à des vitesses supersoniques. Les tests en laboratoire ont montré une efficacité supérieure de 30 % par rapport aux boucliers classiques en aluminium, pour un poids similaire.
Ce bouclier présente plusieurs avantages par rapport aux solutions existantes. D’abord, sa structure en couches le rend plus léger que les blindages métalliques, ce qui est crucial pour les missions spatiales où chaque kilogramme compte. Ensuite, sa fabrication à partir de matériaux composites réduit les coûts et simplifie la production. Enfin, sa capacité à absorber les chocs sans transmettre d’énergie à la structure protégée pourrait être utilisée non seulement pour les satellites, mais aussi pour les vaisseaux habités ou les stations spatiales. Les chercheurs estiment que cette technologie pourrait être déployée d’ici 5 à 10 ans, une fois les tests en conditions réelles finalisés.
La question des débris spatiaux devient urgente avec l’augmentation des lancements, notamment ceux des **méga-constellations de satellites** comme **Starlink** (SpaceX) ou **OneWeb**, qui prévoient de placer des milliers de satellites en orbite basse. En **2021**, la Russie a provoqué une polémique en détruisant un de ses satellites avec un missile, générant plus de **1 500 débris traçables** et forçant l’équipage de l’ISS à se mettre en alerte. L’ONU et l’ESA multiplient les appels pour un **cadre réglementaire international** visant à limiter la pollution spatiale. La Chine, qui ambitionne de devenir une puissance spatiale majeure avec son programme **Tiangong** (station spatiale modulaire), investit massivement dans des technologies de protection pour ses infrastructures.
