Les bienfaits de la Station spatiale internationale pour l'humanité

Une technologie de pointe de la NASA au service des efforts internationaux de purification de l'eau

L'eau potable est essentielle à la survie humaine, et c'est aussi vrai dans les espaces restreints de la Station spatiale internationale que dans un petit village de cases de l'Afrique subsaharienne. Malheureusement, bon nombre de personnes dans le monde n'ont pas accès à de l'eau propre. Grâce à des techniques mises au point pour la station spatiale, des régions à risque peuvent aujourd'hui utiliser des systèmes perfectionnés de filtration et de purification de l'eau. Dans ces collectivités, c'est un progrès qui peut sauver des vies.

Depuis 1992, l'organisation sans but lucratif Concern for Kids (CFK), à Nye (MT), a fourni de l'aide et des secours aux sinistrés dans des pays comme la Malaisie, l'Irak et l'Indonésie. Elle a notamment réuni des fonds dans le but d'installer des réseaux d'alimentation en eau et des réservoirs d'eau dans des régions à risque.

Quelques années plus tard, des représentants de CFK ont appris qu'un puits profond dans le petit village kurde de Kendala, en Irak, était défectueux, situation qui privait les habitants d'un accès à l'eau potable. La population avait rapidement chuté, de 1 000 à 150 habitants à peine. Les résidants restants étaient contraints d'utiliser l'eau d'un ruisseau situé à proximité, qui était contaminée par le bétail; ils devaient filtrer l'eau à travers un tissu pour la débarrasser de la saleté et des débris.

Todd Harrison était alors président du conseil d'administration de CFK et il a été très touché par la situation des habitants de Kendala. Il s'est donné pour mission de ranimer cette communauté frappée par le sort en améliorant ses conditions de vie déplorables. La solution est venue d'un membre de la famille, qui a mis Harrison en contact avec des ingénieurs de la NASA ayant mis au point une technologie destinée à fournir de l'eau propre à bord de la station spatiale.

La sœur de Todd Harrison, Robyn Carrasquillo, était directrice de l'ingénierie pour l'Environmental Control and Life Support System (ECLSS), projet du Centre de vol spatial Marshall de la NASA. Elle et son équipe d'ingénieurs étaient responsables de la mise au point du système novateur de purification de l'eau, qui recycle l'air et l'eau à bord de la station.

Le recyclage efficace des eaux usées à bord de la station spatiale permet de réduire la nécessité de fournir la ressource par réapprovisionnement — option qui ne peut être envisagée pendant les voyages de longue durée dans l'espace. Sans cette technologie, la capacité actuelle de réapprovisionnement des éléments logistiques de la station ne permettrait pas de répondre aux besoins des six membres d'équipage habituels. « Sur un an, le poids de l'eau économisée grâce au recyclage était supérieur au poids initial au moment du lancement et au poids des pièces de remplacement en raison de certains problèmes initiaux », affirme Robyn Carrasquillo.

Les deux principales composantes du système régénératif ECLSS (Environmental Control and Life Support System) de l'ISS sont les suivantes : le système de récupération de l'eau (Water Recovery System ou WRS) et le système de génération d'oxygène (Oxygen Generation System ou OGS). Le WRS est responsable de la purification et de la filtration de l'eau à l'intérieur du système ECLSS. Des entreprises commerciales se sont intéressées à cette composante du système ECLSS et ont tenté de l'adapter en vue de la mise au point d'un système de traitement de l'eau sur Terre.

Comme Harrison était bien informé des travaux réalisés par sa sœur, il a constaté qu'il existait un lien intéressant entre le système de filtration de l'eau de CFK et le système de la NASA. Des travaux réalisés antérieurement par la NASA et leur application avaient débouché sur la fabrication d'un clapet de non-retour libérant des agents microbicides (Microbial Check Valve ou MCV). Cette composante du procédé de purification et de filtration de l'eau avait initialement été conçue par Umpqua Research Corporation pour le programme de la navette spatiale, puis vendue à la Water Security Corporation (WSC). La MCV est une résine iodée qui offre un moyen simple de contrôler la croissance microbienne dans l'eau sans avoir recours à l'électricité. En libérant de l'iode dans l'eau, elle remplit une fonction nutritionnelle importante pour la population. En effet, lorsqu'il est ajouté à l'alimentation, l'iode contribue au bon fonctionnement du cerveau et au maintien des taux d'hormones de l'organisme, ce qui a pour effet de réguler le développement et la croissance cellulaires. Les enfants qui ont un apport alimentaire insuffisant en iode souffrent de retard de croissance et de retard mental.

Avec l'aide des membres du personnel du U.S. Army Civil Affairs and Psychological Operations Command (Airborne), un réservoir pouvant contenir 2 000 litres d'eau ainsi que de l'eau fraîche ont été envoyés au village kurde. Les travailleurs ont veillé à ce que l'eau soit propre et iodée, afin de prévenir la contamination par des bactéries et des virus. Robyn Carrasquillo rappelle les efforts et les problèmes associés à l'installation : « [CFK] a été aux prises avec certains problèmes techniques, que notre groupe a aidé à régler par téléphone. La MCV avait séché pendant le transport, et nous avons dû effectuer une évaluation et confirmer que tout irait bien. De plus, les pompes qui étaient disponibles au village étaient de trop grande taille pour le système de filtration. »

L'équipe de Carrasquillo a conçu et appliqué une solution qui a permis aux travailleurs d'utiliser la pompe disponible et de mettre le système en marche immédiatement. Cette astuce a permis d'assurer avec succès l'approvisionnement en eau de Kendala.

Il est fort possible d'adapter les résultats de la recherche spatiale pour répondre aux besoins sur Terre, comme en témoigne l'application de cette technologie de la NASA aux efforts déployés par les organisations humanitaires. Depuis ce premier projet, la commercialisation de cette technologie mise au point pour la station a permis d'apporter de l'aide et des secours aux sinistrés dans des communautés du monde entier. Au nombre des villes qui ont bénéficié de cette technique de filtration perfectionnée, mentionnons : Chiapas (Mexique), Kampang Salak (Malaisie), Sabana San Juan (République dominicaine), Balakot (Pakistan) et Veracruz (Mexique). Parmi les autres percées connexes figure un dispositif personnalisé utilisant l'osmose directe (forward osmosis) pour transformer l'urine en eau potable. Water Security Corporation (WSC) a obtenu une licence pour l'utilisation de systèmes de filtration commerciaux au sol, déployés partout dans le monde.

Dr. Morrison

Des bénévoles aident à installer et à mettre à l'essai un système de purification de l'eau, à Kendala, en Irak.(Image : Concern For Kids)

Single cell microencapsulation

La composante de récupération de l'eau de l'Environmental Control and Life Support System de la Station spatiale internationale. (Image : NASA)

Par : Arun Joshi
International Space Station Program Science Office
Centre spatial Johnson de la NASA