TÉMOIGNAGE

Hosokawa Micron rejoint la course à l’espace

Les ingénieurs de Hosokawa Micron Ltd. ont littéralement atteint une autre dimension avec les derniers développements de leur boîte à gants en raison de travaux en commun récents avec l'entreprise avec l'Agence Spatiale Européenne. En étroite collaboration avec des scientifiques et des ingénieurs de l'Universitat Autònoma de Barcelona, Hosokawa a développé un habitat d’usine pilote (Usine Pilote Compartiment V) sous la forme d'une boîte à gants de haut confinement et d'un système à gaz en boucle.

La boîte à gants Compartiment V a été conçue, construite et installée par Hosokawa Micron comme la dernière pièce d’un puzzle dans l'usine pilote MELiSSA pour fournir un habitat pour le développement et la démonstration de systèmes de survie en boucle fermée régénérables, ouvrant la voie à de lointains voyages dans l'espace. Le projet offre également des solutions potentielles pour les défis mondiaux actuels tels que le recyclage des déchets, l'approvisionnement en eau et la production alimentaire dans des environnements difficiles.

Avancées du projet MELiSSA pour l'exploration spatiale

Boîte à gants Compartiment V Boîte à gants Compartiment V

Le projet MELiSSA (Alternative Micro-Ecologique du Système de soutien à la vie) dépend des procédés biologiques et de la compréhension de la façon dont ceux-ci peuvent être affectés par la réduction de la gravité et du rayonnement cosmique. Pour des raisons de coût et de sécurité, l’usine pilote MELiSSA, basée au sol, est un système en boucle fermée avec un « équipage » de rats. Les développements ultérieurs impliqueront les humains, en prévision des futures missions spatiales.

La boite à gants représente le compartiment de l'équipage et permet la régénération de l'atmosphère de l'habitat (chargée de dioxyde de carbone exhalé par l'équipage animal) et le contrôle d'une consigne de la fraction d'oxygène. Une partie de l'atmosphère de l'habitat circule à travers un photobioréacteur, où la photosynthèse convertit le dioxyde de carbone en oxygène.

Système en boucle fermée pour une efficacité maximale

Les expériences réalisées reposent sur un environnement « étanche aux gaz » et l'ensemble du système a été conçu pour obtenir une étanchéité inférieure à 0,03% de volume par heure (équivalent à une perte de pression de 0,3 mbar/heure). L'un des principaux défis de la conception était d'étendre l'exigence d'étanchéité stricte aux composants intégrés du système de gaz en boucle à recirculation tout en satisfaisant les performances du procédé spécifiées.

Les composants clés intégrés dans la boucle de gaz incluent :

  • Filtration HEPA à 3 étapes avec changement sécurisé
  • Filtration charbon
  • Chauffage gaz
  • Refroidissement et déshumidification gaz avec récupération condensats
  • Système de compensation de pression variation atmosphérique
  • Ventilateurs de recirculation étanches au gaz
  • Collecteurs d’échantillonneur de gaz et analyseur de gaz

Le système de gaze en boucle et la boite à gants sont équipés de l’instrumentation pour la surveillance et le contrôle des paramètres environnementaux comme la pressure, le débit, la température, le taux d’humidité, etc. Comme il s'agit d'un système en boucle fermée sans ventilation externe, la pression interne subirait de grandes variations dus aux changements de la pression atmosphérique et de la température sans la conception novatrice d'un réservoir tampon sous pression qui peut éliminer ou ajouter du gaz au système pour compenser ces variations et maintenir ainsi une pression interne constante du système. Il est important de maintenir la pression interne à une faible pression positive pour minimiser les fuites dans ou hors du système et faciliter l'utilisation des gants.

Garantir le confort et le bien-être des animaux dans le système

La chambre de transfert étanche a un système de filtration d’air HEPA à recirculation pour éviter la contamination croisée et le mélange d'atmosphères internes et externes. L'intérieur de l'isolateur et le sas sont conçus pour un nettoyage et une décontamination faciles et est périodiquement désinfecté à l'aide d'un système de peroxyde d'hydrogène vaporisé. Un autre aspect majeur de la conception était de respecter les exigences strictes pour le confort et le bien-être des animaux. Cela comprend un contrôle strict de la température interne, de l'humidité et de l'éclairage (chaque cage possède son propre ventilateur dédié et son éclairage variable et doux) ainsi que l'élimination des contaminants potentiellement nocifs du flux de gaz de recirculation.

« Ce fut très excitant de participer à ce projet, a déclaré Adam Harper, Responsable Projets chez Hosokawa Micron Ltd. En tant qu'ingénieurs, il nous a donné l’occasion de tester notre capacité de conception tout en soulignant la flexibilité de nos boîtes à gants et leurs utilisations et nous a permis d’avoir aussi un aperçu précieux et fascinant de la complexité de l'ingénierie pour l'exploration spatiale. »

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