Connaissez vous les toilettes spatiales ?
Les besoins physiologiques humains restent les mêmes dans l’espace. L’utilisation d’un wc dans l’espace n’est surement pas l’aspect le plus glamour des voyages spatiaux et l’expérience dont les astronautes parlent le plus. Apres mangé et bu, il faut déféquer et uriner. Cependant, la difficulté majeure par rapport à la terre est l’absence de pesanteur pour une utilisation correcte d’un sanitaire.
L’innovation des toilettes spatiales
Afin d’aider ses astronautes pour une vie optimale dans l’espace, la NASA a expédié en 2020 vers la station spatiale internationale, une toilette nouvellement conçue. Cette dernière génération de wc devra être la solution pour tourner autour de la terre mais aussi pour des séjours sur la future base lunaire ainsi que pour des missions dans l’espace lointain. Ces wc installés dans la station, sont pour l’instant, une façon de tester un concept révolutionnaire. Ces nouvelles toilettes (système universel de gestion des déchets) sont arrivées via un cargo de réapprovisionnement.
Il aura fallu six années et 23 millions de dollars à la NASA pour concevoir ce nouveau wc high-tech fabriqué en juste deux exemplaires ! Un est donc installé pour le confort des astronautes de la station spatiale qui après validation d’utilisation validera l’installation du second sur la lune dans le cadre de la prochaine mission Artemis 2 de la NASA en 2024. Enfin, ces nouvelles toilettes seront utilisées dans les vaisseaux spatiaux se dirigeant vers la planète Mars.
Le concept innovant du wc spatial
Pour imaginer et concevoir ces nouvelles toilettes hors normes et à destination de quelques personnes seulement, les ingénieurs ont dû prendre en compte les limites intérieures de la station spatiale de la NASA. Ainsi, ces toilettes sont extraordinairement compactes, de la taille de celles d’un camping-car. Ce sont également des sanitaires électriques comme les wc japonais mais qui sont dotés d’une très grande sobriété énergétique. En effet, l’espace et l’énergie sont les deux plus grands handicaps de la station spatiale. L’optimisation de cet équipement d’hygiène a dû faire l’objet de nombreuses études.
Utiliser un wc dans l’espace
Le nouveau WC fonctionne essentiellement de la même manière que ses prédécesseurs par l’utilisation de l’aspiration. Il faut s’imaginer sur le trône qu’avec une absence de gravité, toutes les déjections humaines partent flotter si elles ne sont pas aspirées immédiatement à leur sortie du corps. Ainsi, le wc spatial se doit d’aspirer les déchets produits par les astronautes au risque de finir à la dérive dans la station spatiale. Pour faire pipi, les astronautes utilisent un entonnoir relié à un tuyau utilisant un ventilateur pour aspirer l’urine dans un réservoir de collecte. Pour faire caca, les astronautes plaquent leurs fesses au-dessus d’un réservoir dont le ventilateur aspire leurs excréments qui atterrissent dans un sac de collecte.
La nouvelle toilette dispose d’un compacteur de déchets amovible dans lequel les astronautes doivent déposer leurs excréments. Chaque fois qu’un astronaute défèque, il récupère son sac afin de le placer dans le compacteur, qui lorsqu’il a atteint sa capacité maximale est ensuite jeté avec le reste des ordures dans l’immensité spatiale.
Des toilettes testées sur terre
Avant de se rendre dans la station spatiale, la toilette high tech des astronautes a été largement testée sur terre. Les ingénieurs lui ont fait subir des tests dignes des essais en vols concernant tous les équipements aéronautiques afin de s’assurer de la fiabilité du système d’aspiration. A ce titre, il peut être cocasse d’imaginer la fonction de « chieur d’essai » des ingénieurs qui ont étudié avec le plus grand sérieux l’évacuation des déjections humaines en situation.
La féminisation inédite des toilettes
Ces nouvelles toilettes spatiales intègrent la spécificité féminine du fait que les femmes sont de plus en plus nombreuses à s’envoler pour séjourner dans l’espace. Historiquement, les wc spatiaux étaient conçus uniquement pour les hommes. Les premières femmes astronautes ont donc servi de cobayes pour améliorer à la fois la forme de l’entonnoir qui récupère l’urine et aussi le siège des toilettes. Ainsi, le nouveau modèle est complètement remodelé pour s’adapter au mieux à l’anatomie féminine. Il offre maintenant la possibilité de faire des opérations doubles, c’est à dire de déféquer et d’uriner en même temps. »
Un recyclage de l’urine
Les nouveaux wc intègrent également d’un système de traitement des urines. Celles-ci sont désormais dirigées vers le système de survie de la station afin d’y être recyclée en eau potable. En effet, dans l’espace, l’eau est extrêmement précieuse. L’eau même souillée ne peut être rejetée et doit impérativement être recyclée. La Nasa a du concevoir pour cela un traitement spécial qui se charge de retirer les matières solides, les résidus médicamenteux, les germes de l’urine, etc…
Des toilettes automatiques comme les wc japonais
Une autre amélioration est que les nouvelles toilettes sont automatiques. Le ventilateur des toilettes se met automatiquement en marche lorsque les astronautes retirent l’entonnoir de son berceau ou soulèvent le couvercle. Nul doute que la technologie des wc automatiques japonais a servi de base à ce concept. Il faut dire que les toilettes japonaises les plus performantes sur terre sont déjà dotées d’une automatisation extrême : levée du couvercle, chasse d’eau, musique, etc… La technologie des wc japonais va rendre beaucoup plus agréable les vols spatiaux.
Les premiers astronautes voyageaient sans toilettes
Les astronautes d’aujourd’hui et surtout ceux de demain auront une vie plus facile que ceux qui ont volé au tout début des voyages dans l’espace. Ainsi, lorsque l’astronaute Alan Shepard a dû s’envoler, il a simplement uriné dans sa combinaison de vol sur la rampe de lancement. Puis, lors des missions Apollo, les astronautes devaient faire pipi dans des sortes de préservatifs pour canaliser l’urine dans une vessie de collecte placée dans la combinaison même de l’astronaute. Pour faire caca, les astronautes déféquaient tout simplement dans des couches… La vie dans les vols spatiaux étaient donc extrêmement inconfortables et très malodorantes.
Des toilettes de plus en plus innovantes
Sur le retour d’expérience de ces nouvelles toilettes, la NASA s’emploie à concevoir des systèmes encore plus évolués et réfléchit en permanence à l’amélioration de la collecte des déchets. Ainsi, l’agence étudie des solutions d’extraction de l’eau à partir des déchets solides pour un recyclage en vue de la consommation de l’équipage. En effet, l’eau est une denrée précieuse dans l’espace et les matières fécales en contiennent jusqu’à 75%. Si à l’heure actuelle, les excréments ne sont pas valorisés, dans le futur l’eau pourrait être extraite avec succès de l’intégralité des rejets humains fournissant ainsi plus de sources d’eau recyclée.
Les wc des futures missions spatiales sur mars
La science montre également que l’urée contenue dans l’urine peut servir comme matériaux de construction ou comme engrais. Il faut savoir que l’urée est le deuxième composant de l’urine après l’eau. Hors, des chercheurs ont démontré que l’urée peut être mélangée à des sables pour la fabrication d’un béton ! En effet, le matériau résultant de ce mélange, connu sous le nom de géopolymère, pourrait être utilisé pour construire des structures telles que des aires d’atterrissage et des habitats sur des planètes à coloniser.
En conclusion, les recherches et inventions dans le domaine spatial pour les questions liées à la simple utilisation des toilettes amènent les ingénieurs à developer des idées dont la portée va au delà de la simple cuvette wc de nos logements. En attendant d’aller vers mars, les terriens peuvent toutefois se familiariser avec les wc japonais qui offrent une expérience inouïe autant pour le confort que pour l’hygiène.
