Re: Comment coloniser Mars à partir de ses ressources ?

[Giwa]

Reste sinon évidement la traverse en acier, peu utilisée en France, mais qui existe néanmoins.
Elle a l’inconvénient d'obliger à isoler les rails des traverses (à cause du circuit de voie pour la signalisation), et d'être très bruyante.
Ce dernier problème étant tout relatif sur Mars :)

Il se pourrait d'ailleurs que sur Mars on n'en revienne pour les constructions plus à l'acier qu'au béton ...

Dommage que Gustave Eiffel ne soit plus avec nous car il aurait pu nous construire sur Mars de gigantesques viaducs pour enjamber les canyons martiens et comme clou final une TOUR en haut du Mont Olympus pour l’exposition interplanétaire de l'an 3000 sans commune mesure avec celle de Paris . :)

[Akwa]

Il se pourrait d'ailleurs que sur Mars on n'en revienne pour les constructions plus à l'acier qu'au béton ...

C'est très steam punk comme évocation

[Giwa]

Il se pourrait d'ailleurs que sur Mars on n'en revienne pour les constructions plus à l'acier qu'au béton ...

C'est très steam punk comme évocation

... sauf que sur Mars, les locomotives et les aciéries ne dégageront pas vapeur comme nous le verrons plus loin lorsque nous nous attaquerons à la sidérurgie ;)

En tout cas, il se pourrait bien que les constructions sur Mars aient le Modern style des années 1900 avec des architectures d'acier et de grandes baies vitrées chères au Steampunk ...donc très rétro-futuristes !

Mais tout cela ne sera qu'apparence car des matériaux - tels les élastomères de synthèse comme les silicones - seront là au niveau des joints et des faces intérieures sous forme de films transparents pour assurer l'imperméabilité des habitats, des serres et des usines.

Un autre technique de plus en plus exploitée - le Terramesh (agrégats maintenus par maillage métallique ) devrait aussi nous permettre de nous passer dans beaucoup de cas du béton

Voir: http://www.maccaferri.fr/biblio/media/30_biblio.pdf

Spoiler:

Mars grâce à sa faible gravité permettrait de construire par ce procédé des ouvrages encore plus grands que sur la Terre et de plus les mailles d'acier pourraient rester intacts sur des millénaires sans rouiller vu les teneurs extrêmement réduites en dioxygène et vapeur d'eau de l'atmosphère.

[Maurice]

Je ne comprends pas trop pourquoi vous partez sur une architecture tout acier.
Pourquoi exclure le béton? Est-ce vraiment si difficile de fabriquer du béton avec des ressources martiennes? Il me semble que cela reste du domaine du faisable vu ce que j'ai lu sur le site d'Argyre.
L'extraction du fer, sa transformation en acier puis la fabrication de structures assemblables en acier ne semble pas non plus n'être qu'un claquement de doigt.
A l'utilisation le béton me semble quand même plus souple, je pense qu'il faudrait essayer de travailler sur des cas concret de structures que nous serons amenés à construire sur place.
Je commence par l'exemple d'un dôme, si l'acier me semble tout à fait indiqué pour son armature, que faire pour la dalle? Est-ce qu'il est possible de se contenter d'un plancher acier à même une surface de sol martien compacté et stabilisé?

[Giwa]

Je ne comprends pas trop pourquoi vous partez sur une architecture tout acier.
Pourquoi exclure le béton? Est-ce vraiment si difficile de fabriquer du béton avec des ressources martiennes? Il me semble que cela reste du domaine du faisable vu ce que j'ai lu sur le site d'Argyre.
L'extraction du fer, sa transformation en acier puis la fabrication de structures assemblables en acier ne semble pas non plus n'être qu'un claquement de doigt.
A l'utilisation le béton me semble quand même plus souple, je pense qu'il faudrait essayer de travailler sur des cas concret de structures que nous serons amenés à construire sur place.
Je commence par l'exemple d'un dôme, si l'acier me semble tout à fait indiqué pour son armature, que faire pour la dalle? Est-ce qu'il est possible de se contenter d'un plancher acier à même une surface de sol martien compacté et stabilisé?

Non, on n'exclue pas le béton, mais on cherche à l'utiliser seulement avec parcimonie. D'ailleurs si j'ai renvoyé sur le site d'Argyre , c'est justement pour montrer que l'on pourrait fabriquer des bétons sans eau .

Il en est de même pour l'acier dont la fabrication est énergivore. Si j'ai proposé le Terramesh pour des grands travaux , c'est aussi pour réduire sa consommation au strict nécessaire avec un maillage en acier d'ailleurs qui pourrait être proportionnellement plus fin que sur la Terre , toujours grâce à la faible gravité de Mars.

Non, dans ce sujet on doit rester ouvert et ne pas s'enfermer dans des dogmes : c'est un laboratoire d'idées :)

PS : Pour la dalle , effectivement pourquoi pas un peu de béton .

Autre PS: Toujours dans l'optique d'utiliser le plus possible des matériaux brutes , il ne faudra pas exclure non plus l'emploi de blocs de pierre, taillés de très grande taille sous prétexte que c'est archaïque et que cela nous ramène au temps des cathédrales ou plus loin des pyramides ... et toujours grâce à la faible gravité des travaux pharaoniques pourraient être entrepris sans légion d' "esclaves "... sauf quelques robots

"esclaves ": voir HS :

Esclaves entre guillemets car l’histoire de leurs construction est tout autre que celles des films hollywoodiens

Spoiler:

Pour plus de renseignement sur leurs constructions :

Spoiler:

[Argyre]

Je ne comprends pas trop pourquoi vous partez sur une architecture tout acier.
Pourquoi exclure le béton? Est-ce vraiment si difficile de fabriquer du béton avec des ressources martiennes? Il me semble que cela reste du domaine du faisable vu ce que j'ai lu sur le site d'Argyre.
L'extraction du fer, sa transformation en acier puis la fabrication de structures assemblables en acier ne semble pas non plus n'être qu'un claquement de doigt.
A l'utilisation le béton me semble quand même plus souple, je pense qu'il faudrait essayer de travailler sur des cas concret de structures que nous serons amenés à construire sur place.
Je commence par l'exemple d'un dôme, si l'acier me semble tout à fait indiqué pour son armature, que faire pour la dalle? Est-ce qu'il est possible de se contenter d'un plancher acier à même une surface de sol martien compacté et stabilisé?

Non, on n'exclut pas le béton, mais on cherche à l'utiliser seulement avec parcimonie. D'ailleurs si j'ai renvoyé sur le site d'Argyre , c'est justement pour montrer que l'on pourrait fabriquer des bétons sans eau .
Il en est de même pour l'acier dont la fabrication est énergivore. Si j'ai proposé le Terramesh pour des grands travaux , c'est aussi pour réduire sa consommation au strict nécessaire avec un maillage en acier d'ailleurs qui pourrait être proportionnellement plus fin que sur la Terre , toujours grâce à la faible gravité de Mars.
Non, dans ce sujet on doit rester ouvert et ne pas s'enfermer dans des dogmes : c'est un laboratoire d'idées :)
PS : Pour la dalle , effectivement pourquoi pas un peu de béton "Argyre" comme liant ;)

Sympa ce fil, je participe sans même m'en apercevoir ... :D
Pour continuer sur le sujet, je m'intéresse actuellement à un type d'habitat martien dont la structure est effectivement en acier. Quand je dis que je m'intéresse, c'est du concret, car j'essaie carrément de faire une petite maquette. Néanmoins, je ne suis pas un grand bricoleur et je n'ai pas assez de temps pour faire quelque chose de bien. Donc pour l'instant, j'ai simplement découpé une sorte de grille en alu et j'ai formé un objet à peu près cylindrique, avec un toit un peu arrondi qui ressemble à un dôme grillagé. Notez que l'armature n'est pas filaire, cela ressemble plus à une tôle très fine dans laquelle on a fait des petits trous carrés espacés de manière régulière. J'ai ensuite découpé du papier transparent que j'ai plaqué à l'intérieur pour représenter des vitres de verre. Le résultat, c'est une sorte d'habitat martien avec une armature métallique et des petites fenêtres partout, afin de permettre un effet de serre maximum tout en préservant la robustesse de l'ensemble. Au niveau de l'échelle, si mon cylindre de 8 cm correspond en fait à un cylindre de 10 mètres de diamètre et 3 de haut, chaque fenêtre fait un peu moins d'1m2, ce qui réduit les contraintes sur l'épaisseur du verre. Il se pose bien entendu des problèmes de gestion de la dilatation/contraction de la partie métallique, mais je pense que plus il y a de fenêtres et plus les écarts sont faibles au niveau de chaque fenêtre, ce qui réduit les contraintes sur les joints. Pour ce qui est des liaisons entre les parties métalliques, il me semble que c'est moins compliqué à gérer car le métal doit garder une certaine flexibilité.
La question du sol est effectivement une bonne question. A priori, on peut conserver une armature en fer liée aux parois et non au sol martien, du moins sans liant, afin d'avoir un ensemble bien soudé qui ne risque pas de se désolidariser à cause du différentiel de pression ou de problèmes de dilatation ou de glissement de terrain. Dans le cas de l'habitat, je ne crois pas qu'on puisse se contenter d'ajouter un agglomérat de roches martiennes qui ne saurait préserver la pression.
Une idée qui me paraît intéressante à creuser est l'exploitation d'une sorte de mortier de soufre. Le problème du sol est qu'il doit être totalement imperméable et en même temps ne pas se fissurer sous l'effet des dilatations/contraction dues aux différences de température entre le jour et la nuit. Je ne suis pas un pro des matériaux, donc ce que je propose est à prendre avec des pincettes. Il me semble que le mortier de soufre pourrait avoir les qualités requises, c'est-à-dire tout d'abord pouvoir être produit assez facilement sur Mars et en grande quantité. Ensuite, il requiert un minimum de chauffage mais pas d'eau. Il est a priori imperméable. Et enfin, même s'il peut à la longue se fissurer légèrement, il peut sans doute être facilement réparable, par simple chauffage.
Encore une fois, c'est à creuser et à confirmer !

Notez que pour le terrassement, on doit pouvoir effectivement se contenter d'une sorte de Terramesh.

A+,
Argyre

[Giwa]

Pour assurer l’étanchéité des hublots, on pourrait exploiter l’expérience acquise pour les avions ainsi que de Cupola de la SSI:

http://fr.wikipedia.org/wiki/Cupola_(station_spatiale_internationale)

En naviguant sur internet, j’ai trouvé une société qui propose une silicone pour les joints d’étanchéités des hublots d’avions :

http://www.bluestarsilicones.com/ Cliquez sur l’icône avion en bas à gauche

Bien, évidemment je ne suis pas là pour faire de la publicité et pour que nous passions commande pour nos futures serres martiennes ;) …mais cela confirme l’utilité de produire des silicones sur Mars

Une autre idée envisageable qui permettrait de réduire la taille des hublots serait de placer à l’extérieur des multiples lentilles de Fresnel orientables en fonction de la course du soleil et convergeant à proximité de hublots de petites tailles ; ces lentilles de Fresnel n’étant pas d’un stigmatisme rigoureux et si on se décale légèrement du plan focal, - avec des hublots suffisamment transparents -, il n'y aura pas de risque de surchauffe.

On peut alors se demander quelle économie en verre, on peut en retirer vu que les lentilles de Fresnel sont aussi à fabriquer en verre ?

Ces lentilles étant à l’extérieure n’auront aucune contrainte de pression à supporter et pourront être minces.

Autre objection : la fabrication de telles lentilles est complexe:

Non, car justement on ne leur demandera qu’un stigmatisme très approché et elles pourront être de qualité optique médiocre en restant quand-même raisonnablement transparente.

Autre avantage, leur surface de captation pourra être étendue à volonté et l’on pourra alors se retrouver dans les serres avec un ensoleillement équivalent à celui de la Terre

Un Wikipedia sur les lentilles de Fresnel avec une application pour les moteurs Stirling qui justement pourraient motoriser des rovers:

http://fr.wikipedia.org/wiki/Lentille_de_Fresnel

Ce système est aussi utilisé en conjonction avec un moteur Stirling pour exploiter l'énergie solaire.

[Giwa]

un additif au post précédent :

Ce système de faire passer la lumière par des hublots étroits- grâce à l'emploi de lentilles de Fresnel convergentes- au lieu de grandes baies vitrée
réduira les fuites et sera plus sûr.

En effet les joints seront moins longs et le vitrage moins étendu offrira moins de surface à l'impact de météorites .

On peut même amélioré cette sécurité en disposant les hublots au fond de meurtrières comme du temps des châteaux- forts ;)

Et comme pour le Cupola , on peut prévoir en plus des volets de fermeture pour la nuit qui pourront aussi être utilisé si un hublot casse pour stopper la fuite.

[Argyre]

un additif au post précédent :

Ce système de faire passer la lumière par des hublots étroits- grâce à l'emploi de lentilles de Fresnel convergentes- au lieu de grandes baies vitrée réduira les fuites et sera plus sûr.

En effet les joints seront moins longs et le vitrage moins étendu offrira moins de surface à l'impact de météorites .

On peut même amélioré cette sécurité en disposant les hublots au fond de meurtrières comme du temps des châteaux- forts ;)

Et comme pour le Cupola , on peut prévoir en plus des volets de fermeture pour la nuit qui pourront aussi être utilisé si un hublot casse pour stopper la fuite.

Pour les lentilles, je pense que si on regarde du côté facteurs humains, il y a aussi des inconvénients. Premièrement, on ne peut plus voir à travers sans déformation. Or, l'intérêt des vitres, c'est aussi d'offrir une vue sur l'extérieur. Et deuxièmement, cela risque d'être éblouissant, donc double peine pour celui qui tenterait de regarder à travers le hublot. Les FH étant tout de même très importants dans un environnement aussi hostile, je ne parierais pas sur les lentilles s'il y avait un vote local pour déterminer le choix technologique ... Sauf si les contraintes sont telles que le choix est imposé, bien sûr.

En ce qui concerne les volets de fermeture, on peut les prévoir dans tous les cas, ça c'est vrai. Si on fait ça simplement, le diamètre des hublots doit être inférieur ou égal à la distance inter-hublots, au moins dans une direction.

Sinon, une technique de colmatage pourrait consister en une sorte de boule de secours très légère, mi-souple, mi-rigide, capable de s'envoler sous l'effet de la dépression et de se figer sur le trou béant de la fenêtre. Evidemment, ce ne serait que provisoire et aurait simplement pour objectif de gagner du temps pour passer dans un compartiment étanche.

A+,

Argyre

[Giwa]

...
Sinon, une technique de colmatage pourrait consister en une sorte de boule de secours très légère, mi-souple, mi-rigide, capable de s'envoler sous l'effet de la dépression et de se figer sur le trou béant de la fenêtre. Evidemment, ce ne serait que provisoire et aurait simplement pour objectif de gagner du temps pour passer dans un compartiment étanche.

A+,

Argyre

L’hydrure de calcium - plus connu sous le nom d’hydrolithe (pierre à hydrogène) - pourrait être un candidat intéressant pour le gonflage en cas d’urgence de ces ballons par de l’hydrogène sous pression.

En effet de tels ballons ne devraient quand-même avoir des parois suffisamment épaisses pour ne pas se crever en se plaquant sur la fissure , ne pas être trop légers pour ne pas aller directement au plafond si la faille est latérale , mais quand-même pas trop lourds non plus.

Or pour qu’ils ne soient pas trop flasques, il faudrait que le gaz à l’intérieur soit sous une pression suffisamment élevée et donc de faible densité pour que son poids reste négligeable. Tout un art du compromis …

On peut imaginer des ballons dégonflés contenant à l’intérieur de la poudre d’hydrolithe et des ampoules d’eau qui s’ouvrent sous la dépression pour réagir rapidement avec l’hydrolithe suivant la réaction :
CaH₂ + 2 H₂O → Ca(OH)₂ + 2 H₂

http://en.wikipedia.org/wiki/Calcium_hydride

Spoiler:

[Argyre]

...
On peut imaginer des ballons dégonflés contenant à l’intérieur de la poudre d’hydrolithe et des ampoules d’eau qui s’ouvrent sous la dépression pour réagir rapidement avec l’hydrolithe suivant la réaction :
CaH₂ + 2 H₂O → Ca(OH)₂ + 2 H₂

http://en.wikipedia.org/wiki/Calcium_hydride

Spoiler:

Giwa, tu es embauché dans la première équipe qui partira vers Mars ! :D

Je te vois bien dans le même genre de rôle que Nadia dans Mars la Rouge. Un problème d'ingénierie ? Nadia a la solution !

[Giwa]

...
Giwa, tu es embauché dans la première équipe qui partira vers Mars ! :D

Je te vois bien dans le même genre de rôle que Nadia dans Mars la Rouge. Un problème d'ingénierie ? Nadia a la solution !

:)
Puisque l'on s'occupe de la sécurité ....continuons le scénario catastrophe.
Bon, le colmatage provisoire n'est que partiel et la pression continue à chuter inexorablement dans la serre . Que vont devenir nos marsonautes horticulteurs en perdition ?

Vous le serez au prochain post ;)

[Giwa]

Bon, je ne vais pas vous faire languir plus longtemps :)

Non, car après l'hydrolithe ...voila l'oxylithe qui vient à la rescousse .

Redevenons un peu plus sérieux pour terminer ;)


En cas de fissure, ce colmatage provisoire ne peut qu’être partiel et le personnel présent devra se réfugier dans des abris en attendant les secours sous peine de mourir d’asphyxie et de voir son sang entrer en ébullition.

Ces refuges pourraient produire leur oxygène au moyen d’oxylithe ou peroxyde de sodium de formule brute Na₂O₂ par réaction sur l’eau (pas besoin d’utiliser le peroxyde de lithium très onéreux utilisé dans le spatial pour des questions de « poids » …mais plutôt de masse) en attendant les secours.

La réaction est : Na₂ O ₂+ H₂O =2 NaOH+½ O₂

Il est à remarquer aussi que l’oxylithe peut produire aussi de l’oxygène en réagissant sur le dioxyde de carbone ce qui permettrait d’assurer une autonomie en oxygène de plus longue durée à partir du dioxyde de carbone exhalé par la respiration et sans entamer trop les réserves en eau
selon :

Na₂O₂ + CO₂ → Na₂CO₃ + ½ O₂

Ceci peut aussi être envisagé pour des véhicules munis de compresseurs pour prélever l’air martien chargé en CO₂

Spoiler:

[Argyre]

Le peroxyde de lithium est absorbant de dioxyde de carbone cher mais léger utilisé dans les applications où le poids est un facteur important, typiquement dans l'astronautique, d'autant qu'il libère de l'oxygène lorsqu'il fixe le dioxyde de carbone :

2 Li₂O₂ + 2 CO₂ → 2 Li₂CO₃ + O₂

En vérité, le peroxyde de lithium n'est pas utilisé dans le cas où le poids est un facteur important, car il ne permet pas le recyclage et le recyclage est la clé de tout système léger. Néanmoins, quand on souhaite un système opérationnel pour quelques heures ou jours, le recyclage est inutile et à ce moment là Li₂O₂ devient compétitif d'un point de vue poids.

En clair, on l'utilise par exemple dans les scaphandres, mais pas dans l'ISS.

A+,

Argyre

[Giwa]

Certes des serres sans grandes baies vitrées pour admirer les paysages martiens ne seraient pas des lieux de villégiature …quoiqu’il y ait bien sur notre Terre du monde pour visiter des expositions florales - et même des cactus - dans des serres sans vue sur l’extérieur.

Toutefois on peut comprendre que nos futurs martiens veuillent de temps à autre admirer les paysages extérieurs de Mars.

Il est toujours possible pour cela d’aménager de vastes coupoles - en verre trempé et feuilleté - avec des pars intérieurs où l’on regarde moins à la dépense que dans les serres professionnelles qui doivent être avant tout fonctionnelles et efficaces.

Et puis il faudra bien aussi envisager que les sorties à l’extérieur ne soient pas toujours pour des buts professionnels, mais qu’il y est aussi du tourisme : visiter quelques canyons martiens cela doit valoir la peine !

Quoique les loisirs et le tourisme, cela peut devenir aussi professionnel … ;)

Sinon pour en revenir à nos serres, on pourrait même envisager qu’elles soient souterraines en profitant dans les premiers temps des excavations naturelles comme les anciens tubes de lave.

Bien sûr de telles excavations devront être aménagées pour en assurer l’étanchéité, mais le plus gros œuvre ne sera plus à faire.

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/les-pentes-des-volcans-martiens-pourraient-elles-heberger-la-vie_37989/

Spoiler:

Comment éclairer de telles serres ?

Il y a la possibilité de les éclairer au moyen de DEL (diodes électroluminescentes ou LED selon l’acronyme anglais).

Comment alimenter ces DEL en électricité ?

Par des cellules photovoltaïques et/ou des champs d’éoliennes en surface.

Il y aussi la possibilité du nucléaire pour les régions polaires pendant les hivers tant qu’un réseau de distribution planétaire d’énergie n’aura pas été mis en place.

Toutefois le rendement énergétique d’un tel système de transmission est assez faible.

On peut toujours rétorquer que pour le solaire ou l’éolien, l’énergie est au départ gratuite …

Hum ! Le parc solaire ou éolien il faut le construire et ensuite l’entretenir.

Par contre, c’est certain, cette énergie est renouvelable …disons pour cinq milliards d’années.

Il ya aussi une autre possibilité : forer des puits à intervalles régulier par lesquelles la lumière solaire serait transmise directement à l’intérieur au moyen de miroirs et de lentilles de Fresnel.

Dans ce cas, le rendement de transmission de l’énergie lumineuse serait meilleur car les miroirs et les lentilles peuvent avoir d’es rendements de transmission proches de 100% (disons vers les 90 %)

Un schéma simplifié de ces puits de « lumière » :

Spoiler:

La répartition de la luminosité ne serait pas homogène, mais on pourrait toujours compenser dans les parties les plus sombres par un éclairage à DEL et/ou y faire pousser des plantes moins avides de lumière…et terminer dans les endroits sombres par des Agaricus Bisphorus …mais voyons les champignons de Paris ;)

http://troglos.free.fr/dossiers_val_de_loire/dossier_vdl_carriere_champi/chapitre_3/dossier.html

HS : Une vidéo sur un bidonville de Manille où de tels puits de lumière constitués de bouteilles de plastique remplies d’eau et traversant les toits des cabanes en tôle ondulée
Bouteilles solaire: https://www.dailymotion.com/video/xmux9e_eclairage-avec-des-bouteilles-solaires_webcam

Elles permettent d’assurer un minimum de luminosité de jour à l’intérieur sans être obligé d’utiliser des ampoules électriques ; une utilisation des lois de la réfraction et de la réflexion …qui donne lieu à réflexion :

On pourrait peut-être s’en inspirer pour faire mieux avec des lentilles de Fresnel en plastique bon marché à distribuer par les pouvoirs publiques … et pourquoi pas voir aussi ce qu’il serait possible de faire dans des locaux à éclairage naturel insuffisant dans des milieux plus aisés …même si alors on a les moyens de gaspiller l’électricité sans penser à la collectivité.

[el_slapper]

Pour les lentilles de Fresnel : quelques détails, parceque je suis "presque" spécialiste(j'ai fait 4 mois de PFE dessus).

Elles peuvent être de très bonne qualité, mais ça dépend du moule, et des conditions de transformation. En verre, je ne connais pas bien(mais j'ai vu quelques magiciens faire des merveilles). C'est plus cher. En polymères(généralement du PMMA, plus connu sous le sobriquet de "plexiglas"), c'est moins cher à l'unité, mais ça nécéssite pas mal de matériel.

Le process standard, c'est le pressage. On chauffe la plaque, on écrase. C'est assez lent. On peut aussi injecter, c'est plus rapide, mais ça ajoute pas mal de difficultés, notamment la très forte pression d'injection exigée, les difficultès à gérer le retrait. Par contre, ça autorise des "dents" plus grosses, voire usinées avec un profil non plat, ce qui permet d'avoir un profil plus proche d'une vraie lentille(les détails pour faire un moule de ce genre sont encore confidentiels, j'en ai peur). Le pressage, lui pousse les dents à être aussi petites que possible, pour réduire au maximum les défauts angulaires liés à un usinage droit.

Dans tous les cas(même le verre), des moyens d'usinage de précision me semblent absolument indispensables. Pour usiner un moule dans le cas des polymères, pour usiner directement le verre(ou un moule aussi? ça je connais moins bien).

La question est de savoir si sur Mars nous aurons moyen de faire du verre, ou des polymères. Il me semble qu'au moins au début, le matériel nécéssaire à transformer les polymères(hors thermodurcissables, moins visqueux) ne soit prohibitif en termes de poids de matos à transporter depuis notre bonne vieille terre.

[Giwa]

Merci el_slapper pour toutes ces informations qui permettent d' y voir plus clair...c'est le cas de le dire ;)

Pour raisonner de nouveau repartons sur ce schéma en spoiler où les trois types de lentilles qui se succèdent, sont repérés :

Spoiler:

Avant de les étudier , il est important de remarquer que l'on ne demande pas à ce système optique d'être stigmatique puisque l'on ne cherche pas à former une image du Soleil , mais seulement à canaliser le maximum de son flux lumineux ,donc les profils en dent de scie qui se succèdent peuvent être plats et ainsi plus simples à usiner.

Les premières lentilles A convergentes après les miroirs seront constitués d'un assemblage de lentilles peu épaisses -qui n'auront pas à supporter un flux intense - pourront être fabriquées par pressage .
Par contre, il faudra trouver un matériau qui résiste dans le temps aux UV : peut-être pourrait-on la encore s'orienter vers des silicones .

Les lentilles B et C divergentes devront être taillées dans des verres capables de supporter des flux lumineux assez intenses . Par contre la taille pourra être simple avec des profils plats.

A cause des aberrations optiques le flux lumineux ne sera pas parfaitement parallèle et pour bien le canaliser les parois du puits pourront être réfléchissantes .

Tout ce que l'on demande c'est que le maximum de flux lumineux atteigne le fond du puits avant sa dispersion.

Sinon sur Mars une chimie du carbone aussi bien que du silicium est possible puisque les éléments carbone,silicium , hydrogène et oxygène y sont présents .

[lambda0]

...
Avant de les étudier , il est important de remarquer que l'on ne demande pas à ce système optique d'être stigmatique puisque l'on ne cherche pas à former une image du Soleil , mais seulement à canaliser le maximum de son flux lumineux
...

Pour rappel, il y un champ objet non nul, le diamètre apparent du soleil (le premier schéma ne représente que le faisceau issu du centre du champ).
Si on veut optimiser le couplage, il faut bien former une image du soleil au voisinage de l'entrée du guide de lumière. Et la lentille B ne sert à rien.

A+

[Giwa]

...
Avant de les étudier , il est important de remarquer que l'on ne demande pas à ce système optique d'être stigmatique puisque l'on ne cherche pas à former une image du Soleil , mais seulement à canaliser le maximum de son flux lumineux
...

Pour rappel, il y un champ objet non nul, le diamètre apparent du soleil (le premier schéma ne représente que le faisceau issu du centre du champ).
Si on veut optimiser le couplage, il faut bien former une image du soleil au voisinage de l'entrée du guide de lumière. Et la lentille B ne sert à rien.

A+

Un tel système doit fonctionner tel celui d'un périscope si on veut éviter malgré tout trop de réflexions sur les parois réfléchissantes du tube conduisant jusqu'à la serre et permettre à la dernière lentille de recevoir la maximum de flux .

Bien, mais là nous entrons dans un domaine de diaphragmes, de lucarnes , champs optiques et de clarté pour lesquels je suis plutôt béotien ... et faisons confiance à nos futurs opticiens d'Optique 3000 de Mars pour résoudre tout çà à coup de réfraction ... et de beaucoup de réflexions :)

Une lentille de Fresnel rectangulaire:



A propos de réflexions, revenons à celles du 3 avril dernier que j’ai dû différées :
http://astronautique.actifforum.com/t13546p165-comment-coloniser-mars-a-partir-de-ses-ressources/post?p=260611
Pour commencer, je vous propose donc d’étudier la colonisation des régions polaires par le nomadisme :
A vos réflexions !

[Giwa]

Dans les premiers temps de la colonisation de Mars, il y aura très peu d'infrastructures et un mode de vie nomade me parait le plus adapté.

Comme cela a déjà été évoqué, si sur le long terme le retour au solaire et aux autres énergies dites renouvelables pourra se faire, dans cette première étape -après l'emploi de RTG , il sera intéressant de passer à de véritables réacteurs nucléaires à fission comme ceux qui appareillent sur la planète Terre , les sous-marins, brise-glaces et porte-avions.

Ce qui est possible sur notre Terre - sur et dans l'eau - serait possible sur le sol de Mars grâce à sa faible gravité et l'absence de tracas administratifs ... et il faut bien l'évoquer, géopolitiques qui entravent la vie nomade sur notre globe.

Donc pourquoi pas imaginer des habitations mobiles de grand taille se déplaçant à la surface de Mars en fonction des saisons et qui iraient s'établir pendant les étés du côté du pôle ensoleillé en en profitant pour remplir leurs réservoirs en glaces de CO₂ et H₂O ?


Puis le périple de ces caravanes continuerait par le passage par l'équateur jusqu'à l'autre pôle, etc.

De tels "vaisseaux " des déserts martiens transporteraient avec eux des serres du type de celles envisagées dans le sujet:
https://www.forum-conquete-spatiale.fr/t13760p15-serres-made-in-terre-pour-les-premiers-voyages-beo#261022

Peu à peu sur le trajet s'établiraient des campements semi-permanents (des "oasis" ) avec des serres laissées sur place pendant la morte saison jusqu'au retour suivant.

Cela permettrait une transition graduelle du nomadisme à la sédentarisation lorsque les infrastructures se seraient suffisamment étoffées .

[Maurice]

Je ne sais pas si le nomadisme peut être viable sur mars pour des humains, sur terre la principale caractéristique des peuples nomades est qu'ils voyagent léger.
Sur terre un nomade peut se contenter comme système de support de vie d'une gourde et d'un couteau, sur mars c'est "légèrement" plus volumineux.
Je comprends effectivement le besoin de mobilité qu'auront les premiers colons en raison de la dispersion (supposée) des ressources, mais est-ce pour cela que toute la colonie doit se déplacer?
Les serres notamment me semblent être difficilement déplaçables vu leur taille car on ne parle pas de quelques m² par personne mais plutôt quelques centaines de m² par personne.

[Giwa]

Même si le nomadisme envisageable sur Mars n’aura que de points communs avec les nomadismes ancestraux et traditionnels de notre Terre à part celui de la définition de base : "Le nomadisme est un mode de vie fondé sur le déplacement" ; voir: http://fr.wikipedia.org/wiki/Nomadisme ,
il peut être utile de revoir ce qu’il en est sur notre Terre.

D’abord il n’y a pas un nomadisme, mais des nomadismes avec des modes de vie très divers

Ensuite on ne peut pas dire que les nomades voyagent légers et certainement pas juste avec une gourde et un couteau lors de leur changement de campement :
Tentes à plier ou yourtes à démonter ; migration de troupeaux, etc.

En plus ils passent bien plus de temps de leur vie dans les campements qu’en voyage et ils peuvent même dépasser le stade de la cueillette, de la chasse, du pastorale et passer à l’agriculture saisonnière : par exemple dans les oasis ou les steppes.

Et il y a toute la frange du semi-nomadisme encore plus complexe et toutes les formes de nomadisme en marge des sociétés modernes tels les gens du voyage.

Et nous voyons apparaitre des nouveaux types de nomadismes modernes avec les travailleurs itinérants.

Pour ne finir avec çà , car notre objectif est quand-même d’imaginer ce qu’il peut en être sur Mars , un dernier exemple de ce nomadisme moderne , celui des Snowbirds : des Nord-Américains du Canada ou du Nord des États-Unis qui passent l’hiver dans la Sun-Belt (Californie ou Floride) avec leurs camping- cars .

Ce dernier exemple est intéressant car il nous permettra de revenir sur notre sujet puisqu’il correspond aussi à des migrations en fonction de la latitude et des saisons.

[Maurice]

J'ai bien dit que les nomades peuvent voyager avec une simple gourde et un couteau, pas qu'ils le font tous.
Par contre excusez moi d'insister lourdement mais les nomades voyagent léger en comparaison des sédentaires.
Comparons un européen sédentaire lambda et un européen nomade lambda, très peu de sédentaires pourraient du jour au lendemain embarquer toutes leurs affaires dans une caravane.
Les tentes des Touaregs ou les yourtes des Mongols sont bien des habitations légères, chez la plupart des peuples nomades les richesses se trouvent sous forme d'un troupeau et non pas sous forme de bien matériel.
Quand aux formes de nomadisme moderne dont vous parlez et notament les Snowbirds ils sont certes des nomades mais profitent des infrastructures des sédentaires (routes, commerces , moyens de production, etc ...), sur mars des nomades devraient tout emporter, rien que pour les serres cela me semble impossible vu la taille nécessaire.

[Giwa]

Vous n’avez pas à vous excuser : nous sommes là pour dialoguer et, d’ailleurs, c’est souvent de la contradiction que jaillit la lumière :)

Sur Terre, tout dépend du mode que vous adoptez et les moyens technologiques actuels permettent une plus grande autarcie –si nécessaire – que celles des bédouins grâce au solaire.

Nous parlons aussi d’une phase initiale qui suivra celle des explorateurs et ces travailleurs seront des personnes compétentes ayant été sélectionnées -comme le sont les spationautes actuels - pour leurs qualités d'affronter des situations difficiles.

Ce seront donc des travailleurs itinérants dont le rôle ne sera pas uniquement de se promener à travers les déserts martiens, mais justement de construire progressivement les infrastructures manquantes sur Mars.

Tout se fera par étape : nomadisme ; semi-nomadisme, puis sédentarisation en sachant qu’il ya aura
finalement cohabitation de ces différents modes de vie.

Dans cette première étape, c’est la Terre qui devra apporter tout le matériel de haute technologie en commençant par les réacteurs nucléaire, le solaire et les serres portatives : nous en reparlerons car beaucoup de questions sont soulevées et il n’est pas possible d’y répondre avec un seul post .

Durant cette période la population martienne restera peu nombreuse et la plupart des habitants n’y passeront pas toute leur vie , ce qui rendra l’effort logistique depuis la Terre supportable à condition de prendre son temps .

Je terminerai par deux remarques :
les nomades martiens passeront beaucoup plus de temps en campement que leurs homologues sur la Terre.

Pourquoi ? A cause du rayon de Mars –pratiquement la moitié de celui de la Terre qui permet de passer des régions polaires en 5000 km au lieu de 10 000 km et de l’année martienne presque le double de celle de la Terre ; en conséquence les saisons durent pratiquement deux fois plus longtemps : ils auront le temps de déposer leurs serres portatives sur le sol martien et d’y faire plusieurs récoltes entre deux déplacements.

Autre remarque à moitié HS -car cela concerne aussi nos nomades martiens -concernant les Snow- Birds : leur mode de vie est plus écologique que cela en a l’air !

Car à y réfléchir, certes ils dépensent de l’énergie lors de leurs trajets, mais ils évitent en contrepartie toute l’énergie nécessaire au chauffage pendant les hivers nordiques.

Certes si ce sont des gâtés et qu’ils se trouvent près des tropiques, ils vont climatiser …mais cela c’est le " American Way of Life" dont on peut se passer surtout en plein air

Cordialement,
Giwa

PS : Les nouveaux nomades –même sur Terre et sur mer (ce qui n’est pas contradictoire à condition d’écrire Terre et non terre) - peuvent d’ailleurs être des gens de valeur et voyager en famille : http://www.fleuraustrale.fr/

[el_slapper]

(.../...)Sinon sur Mars une chimie du carbone aussi bien que du silicium est possible puisque les éléments carbone,silicium , hydrogène et oxygène y sont présents .

Certes, mais pas de manière évidente. Je sais bien qu'il y a des plans pharaoniques dans le Mars Homestead Project, mais ceux-ci sont exagérément optimistes. Ils ignorent notamment tous les additifs nécéssaires à la bonne transformation(injection ou extrusion) du polymère. Ils ignorent aussi les faiblesse structurelles incontournables des soudures de polymères, bien pires encore que les soudures métalliques. Ils sous-estiment la nécéssité de posséder les catalyseurs qui vont bien(il faudra en importer). Ils parlent de "réaliser des bouteilles en extrusion"(p. 18), ce qui n'a de sens que si on couple l'extrudeuse avec une souffleuse et un moule. Les moules sont horriblement couteux en acier. Ils sous-estiment l'entretien qu'une vis d'extrusion peut représenter(et je ne parle même pas de sa fabrication).

Les thermodurcissables renforçés par des fibres(P. 15-16) me paraissent moins science-fictionnesques, mais quand même compliqués. Il faudra des demi-moules(moins couteux que pour les thermoplastiques), et surtout beaucoup de place, y compris en hauteur. Il me semble que la place disponible sera quand même limitée. Quand à la mention d'un autoclave en page 15, euh, comment dire, un autoclave, c'est juste très grand. Pour faire des pièces utiles, de taille raisonnable, il faut, là encore, beaucoup de place. Si on se passe d'autoclave, la qualité s'en ressent(avec risques de fuites).



Pour ce qui est des nomades, Zubrin disait qu'une bonne équipe, c'est "un technicien, un géologue, un technicien, et un géologue". Sans le copier, je dirais que la maitrise des ressources de la planète sera fondamentale, et que l'exploration systématique - suivie de l'exploitation - sera essentielle. La question est de savoir si tout se fera à partir d'un camp de base, ou si assez vite on pourra se permettre d'avoir plusieurs camps. En d'autres termes, de quels moyens de transports on disposera, pour les travailleurs de terrain, mais aussi pour la nourriture et le matériel(qu'on ne pourra pas, j'en ai peur, produire partout).

[Giwa]

(.../...)Sinon sur Mars une chimie du carbone aussi bien que du silicium est possible puisque les éléments carbone,silicium , hydrogène et oxygène y sont présents .

Certes, mais pas de manière évidente. Je sais bien qu'il y a des plans pharaoniques dans le Mars Homestead Project, mais ceux-ci sont exagérément optimistes. Ils ignorent notamment tous les additifs nécéssaires ...

En tout cas merci el-slapper pour ces "mines" d'informations fortes intéressantes .

Effectivement rien ne sera évident et la proclamation de l'indépendance d'une colonie martienne n'est pas encore pour demain ; d'ailleurs ce sujet n'en traite pas puisque nous en restons à la colonisation. ;)

A propos de l'indépendance de Mars:

Spoiler:

De plus il n'y a pas à rechercher l'autarcie complète , sauf si la Terre devenait invivable.

L’objectif premier est de réduire au maximum l’importation des matières premières pondérales depuis la Terre.

Il sera donc nécessaire d’importer au début tout le matériel nécessaire à l’exploitation minière et au traitement des matières premières pour la fabrication des produits finaux.

Il faudra que le développement de Mars soit ajusté en permanence aux capacités d'aide de la Terre et dans les premières étapes ce développement ne pourra être que lent ; il ne pourra s’accélérer qu'au fur et à mesure que les installations fabriquées sur Mars prendront le relais

Pour le problème de la nourriture il peut être possible de la produire à chaque campement à partir de serres portatives comme l'avait indiqué montmein69 dans un autre sujet Calcul de la serre martienne de Firnas 2

Ce type de serre pourrait être encore être amélioré pour des plantes demandant plus d'ensoleillement en déposant sur leurs pourtours des réflecteurs hémi-cylindriques ou hémi-tronconiques pour capter plus de lumière - surtout lorsque celle-ci sera rasante dans les régions circumpolaires.