Recycler l'eau à bord de l'ISS : 98 gouttes sur 100
À bord de la Station spatiale internationale, l'urine d'hier devient le café de demain. En 2023, la NASA a annoncé que le système de recyclage récupérait 98 % de l'eau. Visite d'une station d'épuration en orbite.
Envoyer un litre d'eau en orbite coûte cher, et un équipage en consomme beaucoup. Selon la NASA, chaque astronaute a besoin d'environ un gallon d'eau par jour, soit près de quatre litres, pour boire, préparer ses repas et faire sa toilette. Sur des années de séjour, cela représenterait des tonnes à livrer. La Station spatiale internationale a donc appris à recycler presque toute son eau, y compris celle que l'on préfère ne pas évoquer à table.
Un système de survie complet
Ce recyclage fait partie d'un ensemble plus vaste, l'ECLSS, pour Environmental Control and Life Support System, le système de contrôle de l'environnement et de support de vie. Il fournit l'oxygène, retire le dioxyde de carbone de l'air de la cabine, régule la température et l'humidité, et traite l'eau. Le volet américain de récupération de l'eau fonctionne à bord depuis 2008.
L'eau à recycler vient de deux sources principales. La première est l'humidité de l'air : la respiration et la transpiration de l'équipage chargent l'atmosphère de vapeur d'eau, que des déshumidificateurs condensent et récupèrent. La seconde est l'urine.
De l'urine à l'eau potable
L'urine passe d'abord par l'assemblage de traitement de l'urine. Il fonctionne par distillation sous vide : en abaissant la pression, on fait bouillir le liquide à basse température, puis on condense la vapeur, débarrassée de la plupart des sels et des déchets. Il reste au fond un concentré très salé, la saumure.
Longtemps, cette saumure était perdue. Depuis l'installation d'un nouvel appareil, le processeur de saumures, on en extrait encore de l'eau : la saumure est placée dans une poche à membrane, et de l'air chaud et sec fait s'évaporer l'eau qu'elle contient. Cet air humide rejoint ensuite le circuit des déshumidificateurs.
Toute l'eau collectée converge enfin vers l'assemblage de traitement de l'eau. Des filtres retiennent les particules et les impuretés, puis un réacteur catalytique détruit les dernières traces de contaminants. On ajoute de l'iode pour empêcher le développement des microbes. La responsable des sous-systèmes d'eau de la Station estime que l'eau obtenue est de meilleure qualité que celle de bien des réseaux municipaux sur Terre.
98 %, un seuil symbolique
En juin 2023, la NASA a annoncé que l'ensemble atteignait 98 % de récupération de l'eau. Avant le processeur de saumures, le taux plafonnait entre 93 et 94 %. Quelques points de pourcentage semblent peu de chose, mais ils comptent beaucoup sur une longue mission : passer de 94 à 98 % de récupération divise par trois les pertes, donc l'eau qu'il faut emporter pour les compenser.
Le recyclage de l'eau est d'ailleurs lié à celui de l'air. Pour produire de l'oxygène, la Station décompose de l'eau par électrolyse, avec l'électricité de ses panneaux solaires. L'hydrogène ainsi libéré n'est pas perdu : un réacteur dit de Sabatier le combine avec le dioxyde de carbone expiré par l'équipage, ce qui produit du méthane, rejeté dans l'espace, et de l'eau, renvoyée dans le circuit.
Et sur Terre ?
Les techniques de purification développées pour la Station ont été adaptées sur Terre, selon la NASA, pour fournir de l'eau potable à des lieux isolés ou à des régions frappées par des catastrophes naturelles, privés d'eau propre. Le traitement des saumures intéresse aussi les usines de dessalement, qui doivent gérer les résidus très salés de leur production, et les villes en manque d'eau, qui envisagent de plus en plus de réutiliser leurs eaux usées.
Anthropolaris consacre une marche à ce dernier pour cent : dépasser 99,5 % de récupération, y compris dans les saumures les plus concentrées, avec une consommation d'énergie maîtrisée (voir la marche J-CRW-04). Une autre explore des membranes à base d'oxyde de graphène pour alléger ces boucles de recyclage (voir la marche J-CRW-07).
Car pour un voyage de plusieurs années, la question n'est plus seulement de recycler beaucoup, mais de recycler presque tout, sans tomber en panne. Les filtres et les pièces de rechange de la Station sont aujourd'hui livrés depuis la Terre. Un vaisseau parti pour Mars, ou plus loin, devra s'en passer : la fiabilité deviendra alors aussi importante que le rendement.