De la Lune à la ville :comment la technologie des treillis lunaires transforme la construction de la Terre

Branch imprime en 3D des structures en treillis qui peuvent être remplies ou laissées creuses pour créer des éléments de construction uniques, comme ces panneaux muraux inspirés des draperies pour l'hôtel W à Hollywood. (Image :Branche Technologie Inc.)

Un processus d'impression 3D innovant qui a fait progresser l'approche de la NASA en matière d'aménagement d'un habitat lunaire rend les bâtiments sur Terre beaux, efficaces et solides.

Au lieu de construire un objet couche par couche, Branch Technology Inc. a développé ce qu'elle appelle l'impression 3D Freeform, qui crée des formes avec des structures en treillis légères qui peuvent être remplies ou recouvertes. L'entreprise utilise cette technique pour fabriquer des éléments de construction modulaires visuellement intéressants, tels que des panneaux muraux et des revêtements.

"Notre processus élimine une tonne de matière de quelque chose qui autrement pourrait être imprimé de manière solide", a déclaré David Goodloe, qui dirige l'équipe Advanced Concepts de la société basée à Chattanooga, dans le Tennessee, qui gère les collaborations de la société avec la NASA.

En 2017, Branch a remporté la phase II du 3D Imprimé Habitat Challenge, un concours du Centenaire de la NASA visant à construire un habitat imprimé en 3D pour l'exploration de l'espace lointain.

"Gagner ce défi nous a en fait fait rencontrer notre premier investisseur institutionnel", a déclaré Goodloe.

Le processus d’impression 3D de Branch lui permet de créer des parties de bâtiment visuellement intéressantes, comme la façade de cette banque à Chattanooga, Tennessee. (Image :Branche Technologie Inc.)

« Brick &Mortar Investments, basé à Silicon Valley, en Californie, a vu cette petite équipe de robotique avancée de Chattanooga remporter ce concours mondial de la NASA », a-t-il déclaré. "Quand ils ont entendu parler de notre vision de la construction terrestre, ils ont investi dans l'entreprise."

En faisant équipe avec le cabinet d'architecture Foster + Partners et l'Université de Stanford, Branch a conclu un accord de coopération en 2021 avec le Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, AL, pour étudier la fabrication d'habitations à la surface lunaire. Ce projet impliquait d'équiper un habitat lunaire modèle avec des structures produites de manière autonome :murs intérieurs, outils, conduits, meubles et composants.

Tracie Prater est gestionnaire technique à la Direction du développement des systèmes d'habitat à Marshall. Elle a servi d'experte en la matière pour le Défi du Centenaire et a également travaillé avec la Direction sur l'accord de coopération.

"Avec le 3D Printing Habitat Challenge, les équipes se sont concentrées sur la façon de construire une grande structure d'habitat sur une surface planétaire", a-t-elle déclaré. "Mais une fois que cette structure est pressurisée et prête à être occupée par l'équipage, comment la remplir de systèmes et de fournitures ? C'est ce que Branch étudiait à travers l'accord de coopération :ce que leur processus de fabrication à la demande permet en termes de nouvelles conceptions d'articles d'intérieur."

Les deux projets de la NASA ont influencé les offres de Branch, selon Goodloe. Par exemple, les paramètres de la NASA pour la base lunaire ont conduit l’entreprise à permettre à ses buses d’extruder ses structures en treillis emblématiques ainsi que des couches plus traditionnelles. Branch utilise fréquemment cette double fonctionnalité, par exemple dans ses panneaux muraux, où les sections traditionnellement imprimées offrent des substrats solides pour la fixation des fixations.

Le travail de Branch pour équiper un prototype d’habitat à la surface lunaire qu’ils ont développé, illustré ici, dans le cadre d’un accord de coopération avec le Marshall Space Flight Center, a aidé l’entreprise à faire évoluer ses processus d’impression. (Image :Branche Technologie Inc.)

Les extrusions de la Direction des polymères ont été éclairées par ses recherches en science des matériaux pour le Défi Habitat, qui demandaient que le matériel d'impression soit composé de quelque chose comme la poussière et les roches trouvées sur la surface martienne et les matières recyclables de la mission. Branch a mis au point un plastique renforcé de fibres de basalte et, à partir de ce travail, a développé une recette de chargement optimale pour ses « encres » terrestres.

La société travaille actuellement sur un projet de recherche sur l'innovation dans les petites entreprises de la NASA afin de déterminer si sa technologie d'impression 3D de forme libre pourrait construire une tour de 50 mètres sur la Lune. Branch a également construit une réplique grandeur nature de la navette spatiale et une façade lunaire en forme de cratère pour le bâtiment du camp spatial du U.S. Space and Rocket Center, également à Huntsville.

Les autres projets de Branch comprennent un mur de 50 pieds inspiré des draperies pour l’hôtel W à Hollywood, des installations artistiques et des intérieurs et extérieurs de bâtiments. L'analyse par l'entreprise d'une façade d'immeuble de grande hauteur qui devait initialement recevoir du béton préfabriqué a révélé que les panneaux de Branch seraient 34 millions de livres plus légers, offriraient 49 fois plus d'isolation et ne nécessiteraient aucune main d'œuvre qualifiée ni temps de grue pour être installés.

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