C’est une image qui semble tout droit sortie d’un roman de science-fiction des années 50, mais qui est en passe de devenir une réalité technique incontournable. Pour s’établir durablement sur notre satellite, planter un drapeau ne suffit plus : il faut de l’énergie, beaucoup d’énergie, et surtout une source qui ne s’éteint jamais. La NASA, consciente que les panneaux solaires ne suffiront pas à alimenter une colonie durant les longues nuits lunaires, vient de confirmer un partenariat stratégique avec le département de l’Énergie américain. L’objectif est clair, bien que titanesque : déposer un réacteur à fission nucléaire opérationnel sur la surface de la Lune d’ici la fin de la décennie.

L’aube de l’âge d’or nucléaire spatial

L’annonce est officielle et marque un tournant dans la stratégie d’exploration spatiale américaine. Jared Isaacman, administrateur de la NASA, n’a pas hésité à qualifier cette collaboration de levier nécessaire pour inaugurer « l’âge d’or de l’exploration ». Concrètement, l’agence spatiale et les experts de l’énergie nucléaire visent l’achèvement de la phase de développement d’ici 2030.

Le cahier des charges est précis : le réacteur devra être capable de fournir une puissance continue d’au moins 40 kilowatts pendant dix ans. Pour donner un ordre de grandeur, c’est l’équivalent de la consommation électrique nécessaire pour alimenter 30 foyers terrestres simultanément.

L’intérêt du nucléaire par rapport au solaire est stratégique. La Lune connaît des cycles jour-nuit de 14 jours terrestres.

Cela signifie qu’une base lunaire doit pouvoir survivre à deux semaines d’obscurité totale et glaciale, période durant laquelle les panneaux photovoltaïques sont inutiles. Un réacteur à fission offre cette indépendance, éliminant par la même occasion le besoin logistique infernal d’envoyer du carburant depuis la Terre.

Le cauchemar thermodynamique

Si le principe théorique est validé (la phase de conception initiale est terminée), la mise en œuvre technique se heurte à des obstacles physiques redoutables. Construire une centrale sûre sur Terre est complexe ; le faire sur la Lune relève de l’exploit d’ingénierie.

Le problème numéro un n’est pas de produire de la chaleur, mais de s’en débarrasser. Sur Terre, les centrales nucléaires utilisent d’immenses tours de refroidissement

où l’eau circule et s’évapore dans l’atmosphère pour évacuer l’énergie thermique excédentaire. Mais sur la Lune, il n’y a ni atmosphère, ni eau liquide disponible à cet effet. C’est un quasi-vide.

Dans le vide spatial, la chaleur ne peut pas être « emportée » par l’air (convection). Elle ne peut être évacuée que par rayonnement, un processus beaucoup moins efficace. Les ingénieurs doivent donc réinventer les systèmes de refroidissement, en envisageant des technologies de conduction à l’état solide ou l’utilisation de boucles de refroidissement à métal liquide, capables de transporter la chaleur vers d’immenses radiateurs sans s’évaporer ni geler.

Crédit : NASA

Image conceptuelle du projet de centrale nucléaire de surface à fission de la NASA.

La menace de la poussière abrasive

L’autre ennemi invisible de ce projet est le sol lunaire lui-même. La Lune est recouverte de régolithe, une poussière extrêmement fine. Contrairement au sable terrestre érodé par le vent et l’eau, les grains de poussière lunaire sont tranchants comme du verre brisé.

Pire encore, bombardée par le rayonnement solaire sans filtre atmosphérique, cette poussière est chargée électrostatiquement. Elle se comporte comme du polystyrène statique : elle colle à tout, s’infiltre partout et encrasse les mécanismes. Pour un réacteur nucléaire qui nécessite des pièces mobiles et une maintenance minimale (car les réparations humaines seront difficiles et dangereuses à cause des radiations), cette poussière représente un risque de panne majeur.

Bien que la NASA et le département de l’Énergie ne partent pas de zéro et travaillent sur ces concepts depuis des années, le passage de la planche à dessin au matériel de vol certifié sera long. Si l’ambition d’un lancement pour 2030 est affichée, la réalité des contraintes budgétaires et des verrous technologiques pourrait transformer ce projet vital en une course de fond bien plus longue que prévu.