Fascination de l'espace - Mariage dans la salle blanche

Fascination de l'espace - Mariage en salle blanche

Astronaute Prof. Dr. Ulrich Walter est conférencier principal au congrès Cleanzone

Il a vu la Terre depuis l’espace, aujourd’hui il envoie la prochaine génération dans l’espace : Dr. Ulrich Walter, astronaute et professeur en technologie aérospatiale, est conférencier principal au congrès Cleanzone à Francfort-sur-le-Main. La nouvelle plateforme de connaissances démarre parallèlement à Cleanzone, le salon international de la technologie des salles propres, les 24 et 25 octobre 2012.

Dans sa conférence « Clean Room, Clean Space – Technologie des salles propres dans les missions spatiales » lors du premier jour du congrès, le Prof. Dr. Walter parle du travail dans l’espace, du mariage dans une salle propre et de l’importance vitale de la propreté dans le laboratoire : « La pureté est le point central du succès dans l’espace. Cela vaut aussi bien pour les résultats scientifiques que pour la survie à bord de la station spatiale », explique l’astronaute expérimenté. En 1993, il a volé dans l’espace en tant que spécialiste de la charge utile lors de la mission D2. Aujourd’hui, il fait de la recherche et enseigne à la TU Munich, et construit des satellites pour des projets actuels en aérospatiale.

Mariage et protection contre l’espionnage dans une salle propre : interview avec le Prof. Dr. Ulrich Walter

Vous intervenez en tant que conférencier principal au congrès Cleanzone. Quel sera votre sujet à Francfort ?
La technologie des salles propres joue un rôle central dans l’aviation habitée et non habitée. Dans l’espace, tout doit être parfaitement propre, sinon on risque des vies et la mission. Je parlerai donc des domaines d’application concrets des salles propres dans l’aérospatiale ainsi que de leurs exigences particulières – et bien sûr aussi de la fascination qu’exerce l’univers.

Dans quels domaines la technologie des salles propres influence-t-elle l’aérospatiale ?
En principe dans tous, car la station spatiale n’est rien d’autre qu’une grande salle propre. De la plus petite vis à l’équipement intérieur complet, tous les composants doivent être au moins exempts de particules, voire stériles. En fonction des exigences différentes, nous travaillons dans des salles propres de toutes classes. Les exigences sont particulièrement élevées en optique. Par exemple, pour le télescope spatial Hubble, en raison de sa haute résolution, les lentilles et les boîtiers devaient être exempts de particules lors de leur fabrication, montage et opération, ce qui était un défi considérable compte tenu de la taille du télescope.

Dans la recherche, les salles propres ont une seconde fonction très importante : le contrôle d’accès. Il ne s’agit pas seulement de contrôler et de documenter précisément qui entre dans le laboratoire, mais aussi d’appliquer des autorisations d’accès extrêmement restrictives. Cela permet d’éviter que des personnes non autorisées aient accès à des informations secrètes. Les salles propres constituent donc aussi un instrument de protection contre l’espionnage.

Quel rôle la technologie des salles propres a-t-elle joué lorsque vous avez travaillé dans l’espace en 1993 en tant qu’astronaute scientifique lors de la mission D2 ?
J’étais responsable de la charge utile, c’est-à-dire du laboratoire spatial Spacelab à l’époque, dans la soute de la navette spatiale. Probablement, j’ai passé plus de temps dans des salles propres pendant la préparation qu’en dehors, car les équipements expérimentaux et le Spacelab lui-même, que nous devions entraîner, étaient construits et stockés dans des salles propres avant la mission. Le Spacelab était basé chez EADS Astrium à Brême, que beaucoup connaissent encore sous le nom de DASA. Les équipements expérimentaux intégrés dans le Spacelab étaient construits et testés dans différents centres de recherche internationaux. La plupart du temps, je m’entraînais avec eux sur place. Avant le vol, tous les équipements expérimentaux étaient transportés à Brême, où ils étaient « mariés » ou intégrés au laboratoire spatial. Important : tout au long de ce processus – de la construction, au test, au transport, jusqu’à l’intégration – chaque composant doit toujours être maintenu dans des conditions de salle propre.

Quelles exigences particulières doivent aujourd’hui remplir les salles propres dans l’application pratique en aérospatiale ?
Le laboratoire de recherche dans l’espace aujourd’hui est la station spatiale ISS. Elle sera en service jusqu’en au moins 2020, soit plus de 20 ans. Pendant cette période, il n’y aura ni nettoyage de la poussière ni nettoyage derrière les instruments ou racks. L’atmosphère à bord de l’ISS doit donc être si propre que le nettoyage soit inutile. De plus, puisque l’astronaute, comme tout humain, exhale de l’humidité et des composés organiques, il existe un risque de moisissure. Par conséquent, les stations spatiales doivent non seulement être exemptes de poussière, mais aussi stériles. Si ce n’était pas le cas, elles deviendraient inutilisables en peu de temps.

En quoi la salle propre dans l’espace diffère-t-elle de celle sur Terre ?
Les salles propres utilisées en aérospatiale ne diffèrent pas fondamentalement de celles d’autres industries – sauf peut-être en deux points : d’une part, la station spatiale est un système fermé. Cela signifie qu’on ne peut pas, comme sur Terre, faire entrer en permanence de l’air frais filtré. Par conséquent, les matériaux utilisés dans l’ISS ne doivent ni dégazer ni produire d’odeurs sous quelque forme que ce soit. Cela rendrait le travail des astronautes insupportable. On trouve donc, par exemple, beaucoup plus de surfaces métalliques que plastiques sur l’ISS. D’autre part, les satellites, qui peuvent atteindre jusqu’à dix mètres de long, doivent être entièrement fabriqués en salles propres, en position verticale, sur Terre. La hauteur de la salle représente ici un défi particulier.

Quelle est la plus grande difficulté pour les humains lorsqu’ils travaillent dans l’espace ?
L’un des plus grands problèmes rencontrés par les astronautes est la charge psychologique. Ils travaillent pendant des mois dans un environnement totalement stérile, purement technique, dans un espace confiné, sans plantes, sans distraction. Cela crée du stress. C’est pourquoi les astronautes ne sont pas seulement sélectionnés en fonction de leur formation, de leurs connaissances et de leur condition physique, mais aussi selon leurs qualités personnelles et leur stabilité psychologique.

Comment la propreté dans la navette est-elle assurée ?
Puisque toute la station spatiale, du dortoir au lieu de travail, constitue une installation de salle propre, tout y est extrêmement organisé et perfectionné : des vêtements stériles et préemballés à la nourriture pré-cuite et sous vide. Certains domaines sont plus faciles à contrôler que d’autres. Par exemple, la gestion de l’eau est risquée, car les éclaboussures en apesanteur ne doivent pas atteindre l’électronique des instruments et racks. Même des activités quotidiennes comme le rasage deviennent un défi. À cette fin, des rasoirs spéciaux ont été développés, qui aspirent directement les poils incarnés.

Vous travaillez à la TU Munich dans la recherche et y construisez des satellites avec vos étudiants. Quelles classes de salles propres utilisez-vous ?
Comme nous construisons des satellites sans instruments optiques sensibles, nous utilisons une salle propre de classe ISO 6.

Comment le rôle des salles propres a-t-il évolué depuis votre vol spatial en 1993 ?
Je suis en contact avec la technologie des salles propres depuis 25 ans, mais le principe n’a pas beaucoup changé. Les innovations résident plutôt dans les détails. Par exemple, aujourd’hui, on veille plus strictement à maintenir une pression intérieure élevée dans les laboratoires pour éviter les contaminations extérieures, ainsi qu’à prévenir les décharges électriques sur les composants électroniques par humidification de l’air, matériaux conducteurs pour le sol, et mise à la terre directe du corps.

Quels défis la technologie des salles propres devra-t-elle relever à l’avenir ?
Les salles propres sont déjà aujourd’hui d’une qualité telle que nous pouvons y travailler parfaitement. Bien sûr, il y a toujours des possibilités d’optimisation – par exemple en termes de confort. Car lorsqu’on doit travailler pendant des mois dans un espace confiné, sans verdure ni air frais, la moindre amélioration est précieuse.

Quelles sont les tâches les plus urgentes dans l’aérospatiale ?
Le plus grand défi actuel est l’optimisation des ressources dans les processus fermés d’une station spatiale. C’est logique, car tout ce qui est consommé dans l’espace doit être ramené de la Terre. Les questions sont donc : comment régénérer plus efficacement l’air usagé ? Ou : comment convertir plus efficacement les eaux usées, y compris celles des toilettes, en eau potable ? Des innovations sont nécessaires ici.

À propos d’innovations : de nombreuses technologies spatiales sont intégrées dans d’autres secteurs industriels. Qu’en est-il pour la technologie des salles propres ?
L’aérospatiale est davantage un utilisateur qu’un moteur. Nous utilisons la technologie existante et devons peu l’adapter. Cependant, il existe aussi certains domaines où les exigences sont si élevées que nous pouvons vraiment challenger le secteur, notamment lors de la construction de télescopes spatiaux et dans la réalisation de salles propres particulièrement grandes.

Sur votre site de la TU Munich, vous avertissez lors de la présentation de votre programme d’études : « Mais attention : d’après l’expérience, cette formation large ne vous prépare pas uniquement aux offres dans l’aérospatiale ! » Où voyez-vous particulièrement de grandes opportunités pour vos diplômés ?
Il est vrai que plus de la moitié de nos diplômés ne travaillent pas dans l’aérospatiale. Environ 20 % entrent dans l’aéronautique, autant restent dans l’aérospatiale. La raison est simple : l’aérospatiale est une technologie transversale par excellence. Elle mobilise toutes les technologies et méthodes modernes : mécatronique, systèmes embarqués, logiciels, techniques de mesure avancées, capteurs hyperspectraux, instruments optiques, hardware in the loop, gestion de projets, ingénierie système, et bien sûr la technologie des salles propres. Les personnes ayant ce profil sont très demandées dans toutes les industries et reçoivent d’excellentes offres, notamment de constructeurs automobiles. En Bavière du Sud, beaucoup vont chez BMW ou Audi, où beaucoup de travaux en salles propres sont déjà réalisés dans la recherche et le développement.

Une dernière question : quand partirons-nous pour Mars ?
En novembre 2046. La date est fixée dans la mesure où une fenêtre de lancement idéale ne se présente que tous les 15 ans, lorsque Mars et la Terre sont dans une position particulièrement favorable. Les technologies nécessaires existent en principe déjà aujourd’hui, et nous pourrions partir dès maintenant. Cependant, la mission serait tout simplement trop coûteuse et incertaine, car toutes ces technologies ne sont pas encore toutes éprouvées. 2031 serait trop juste, car il faut d’abord aller sur la Lune pour les tester. Mais en 2046, ce sera le bon moment : après un lancement en avril/mai 2046 et un voyage de 200 jours, nous atteindrons la planète rouge en novembre 2046. Promis.

Cleanzone – Salon professionnel et congrès

Le congrès professionnel Cleanzone à Francfort est une nouvelle plateforme de connaissances transfrontalière pour la technologie des salles propres, fournissant aux utilisateurs comme aux fabricants un savoir scientifique fondé et indépendant de toute marque, provenant d’experts internationaux. Parmi les intervenants figurent notamment Koos Agricola (ICCCS Confédération internationale des sociétés de contrôle de la contamination), Dr. Udo Gommel (Fraunhofer IPA), Conor Murray (3dimension Cleanroom et président de la société irlandaise des salles propres), Joachim Ludwig (Colandis), Gabriele Schmeer-Lioe (Institut de technologie textile et de procédés de Denkendorf), ainsi que Florian Dittel (Dittel Engineering).

Le congrès se déroule en même temps que Cleanzone. Le nouveau salon s’adresse à toutes les entreprises et industries qui utilisent déjà des salles propres ou prévoient de le faire. Les visiteurs incluent notamment des décideurs des secteurs de la chimie, de la médecine, de la pharmacie, de l’alimentation, de la nano-, optique et laser-technologie, de la microélectronique, de l’automobile, de l’aéronautique et de l’espace. En tant qu’exposants, participent des fabricants d’installations et de technologies pour salles propres, de composants de construction et de matériaux consommables, parmi lesquels BSR, CAS Clean-Air-Service, Colandis, Decontam, Dycem, Hydroflex, Kimberly-Clark, PPS Pfennig, Weiss et WISAG.