Comment les astronautes obtiennent-ils de l’oxygène dans l’espace ?

Comment les astronautes obtiennent de l'oxygène : 5-10kg/jour

La survie dans la station spatiale dépend de processus technologiques complexes pour transformer leau en air respirable. Comprendre comment les astronautes obtiennent de loxygène dans lespace permet de saisir les défis liés à la gestion des ressources rares en orbite. Découvrez ces méthodes essentielles pour maintenir une atmosphère vitale pour les membres de léquipage.

Comment les astronautes respirent-ils dans la Station Spatiale Internationale ?

La réponse à cette question dépend de la technologie utilisée et du contexte de la mission, car il nexiste pas une seule source unique dair dans lespace. Les astronautes obtiennent leur oxygène principalement grâce à lélectrolyse de leau, un processus chimique qui sépare les molécules deau en hydrogène et en oxygène. Mais il y a un détail que la plupart des gens ignorent concernant le plan de secours ultime - je lexpliquerai dans la section sur les systèmes durgence ci-dessous.

Loxygène est lélément le plus critique à bord de la Station Spatiale Internationale (ISS). Sans lui, aucune mission nest possible. Dans un environnement clos et hostile, la gestion de lair est un défi technique permanent. On pourrait penser que lon apporte simplement des réservoirs dair de la Terre, mais cest une solution trop lourde et coûteuse pour le long terme. Les systèmes actuels sont conçus pour être presque totalement autonomes. Cest vital.

L'électrolyse : transformer l'eau en air respirable

Le système de génération doxygène repose sur un principe scientifique simple mais incroyablement efficace. En faisant passer un courant électrique dans de leau, les ingénieurs parviennent à briser les liaisons chimiques de la molécule de H2O. Loxygène gazeux est libéré dans lhabitacle pour que léquipage puisse respirer, tandis que lhydrogène est soit rejeté dans lespace, soit utilisé dans dautres processus chimiques à bord.

LISS possède actuellement quatre unités principales capables de réaliser cette prouesse technique. On compte trois ensembles Elektron du côté russe et un ensemble de génération doxygène (OGS) du côté américain. Ensemble, ces générateurs produisent entre 5 et 10 kg doxygène par jour. Sachant quun astronaute consomme en moyenne 0,84 kg doxygène quotidiennement, ces systèmes offrent une marge de sécurité confortable pour un équipage standard de six à sept personnes. Au début de mes recherches sur le sujet, jai eu du mal à croire quun courant électrique puisse remplacer des forêts entières. Cest pourtant la réalité technologique là-haut.

Le recyclage de l'eau : la clé de l'autonomie

Pour produire de loxygène, il faut de leau. Et dans lespace, leau est une ressource rare. Les systèmes de support de vie de la station sont donc devenus des champions mondiaux du recyclage.

Près de 93% de toute leau présente à bord est récupérée, filtrée et purifiée pour être réutilisée, y compris lhumidité de la respiration, la sueur et même lurine des membres de léquipage. Soyons honnêtes : lidée de boire de leau recyclée à partir de lurine est peu ragoûtante pour la plupart dentre nous. Pourtant, leau obtenue est techniquement plus pure que celle qui sort du robinet dans de nombreuses villes sur Terre.

Cette efficacité de recyclage de 93% permet de limiter les cargaisons de ravitaillement envoyées depuis la Terre. En intégrant le réacteur Sabatier, la station va encore plus loin. Ce dispositif combine lhydrogène résiduel de lélectrolyse avec le dioxyde de carbone expiré par les astronautes pour produire de leau supplémentaire et du méthane. Rarement une boucle technologique navait été aussi complexe et optimisée. Sans ce cycle fermé, les missions de longue durée vers Mars resteraient un rêve impossible. Le défi est immense. Mais nous progressons.

Que se passe-t-il en cas de panne majeure ?

La technologie spatiale nest jamais à labri dun bug ou dune avarie physique. Voici le secret que jévoquais plus haut : si lélectrolyse sarrête, la station nest pas immédiatement en danger. Léquipage dispose de réservoirs doxygène sous haute pression apportés par les vaisseaux cargo. Mais si ces réservoirs venaient à manquer, il existe une solution de dernier recours surnommée les bougies à oxygène. Ce sont des générateur d'oxygène iss électrolyse qui utilisent du perchlorate de potassium.

Chacune de ces bougies peut fournir suffisamment doxygène pour une personne pendant environ 24 heures. Il suffit de les allumer pour déclencher une réaction chimique exothermique qui libère de loxygène. Jai eu loccasion de voir une démonstration de ce type de matériel - la chaleur dégagée est impressionnante et nécessite des protocoles de manipulation très stricts. On nutilise ces dispositifs que dans des situations critiques. Cest lultime rempart avant lévacuation.

Comparaison des sources d'oxygène sur l'ISS

Électrolyse (Elektron / OGS) ⭐

Produit 5-10 kg par jour selon les besoins

Source principale quotidienne pour tout l'équipage

Nécessite de l'eau recyclée et de l'électricité solaire

Très élevée mais dépendante du système électrique

Bougies à oxygène (SFOG)

Une bougie couvre les besoins d'un adulte pour 24h

Système de secours en cas de panne électrique

Combustible solide (perchlorate de potassium)

Indépendante de l'électricité mais risque d'incendie

Réservoirs pressurisés

Limitée par la taille et le poids des réservoirs

Appoint et remplissage des combinaisons spatiales

Oxygène pur apporté par cargos terrestres

Absolue mais non renouvelable à bord

Le défi technique de Marc : une fuite de joint dans le secteur russe

Marc, un ingénieur de maintenance à bord de l'ISS en 2026, a remarqué une baisse de 15% de l'efficacité du système Elektron. L'équipe était tendue - une alarme discrète signalait une possible fuite d'eau dans le circuit d'électrolyse.

Sa première tentative consista à resserrer manuellement les vannes sans couper l'arrivée d'eau. Résultat : le joint endommagé a cédé davantage, projetant de petites sphères d'eau flottantes partout dans le module.

Après deux heures de nettoyage frustrant, il a réalisé que le problème venait d'une accumulation de bulles d'hydrogène. Il a ajusté les séparateurs de phase pour stabiliser le flux de liquide vers la cellule électrolytique.

La production est revenue à 100% en moins de 30 minutes. Marc a rapporté que sa fatigue s'était envolée dès que le bourdonnement normal de la machine a repris, lui épargnant d'avoir à sortir les bougies de secours.