Pyrolyse par voie solaire à concentration du régolithe lunaire pour l'extraction d'oxygène

Concentrating Solar Pyrolysis of Lunar Regolith for Oxygen Extraction

• Auteur / Autrice : Jack Robinot
• Direction : Sylvain Rodat, Stéphane Abanades
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de l'Ingénieur
• Date : Inscription en doctorat le 01/12/2023
• Etablissement(s) : Perpignan
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : PROcédés, Matériaux et Energie Solaire
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : SCS - Stockage et Chimie Solaire

Mots clés

Mots clés libres

Pyrolyse

Régolithe

Oxygène

Lune

Pyrolysis

Regolith

Oxygen

Moon

Résumé

L'objectif du projet est d'explorer une voie innovante pour la production d'oxygène sur la Lune par la pyrolyse solaire concentrée du régolithe. Ce procédé consiste à chauffer les roches du sol lunaire (régolithe) à très haute température pour en extraire différents matériaux, dont l'oxygène nécessaire à tout projet de base lunaire. Ce procédé a l'avantage de ne pas nécessiter de ressources terrestres. Des études préliminaires ont été réalisées par le CNES/ESA et la preuve de concept nécessite l'utilisation de concentrateurs solaires performants disponibles au laboratoire PROMES d'Odeillo. Le travail consistera à poursuivre les études théoriques, à concevoir, construire et tester un dispositif de pyrolyse solaire pour extraire l'oxygène d'une roche composée d'un mélange d'oxydes. D'autres produits (métaux ou autres éléments stratégiques) peuvent également être séparés et doivent être analysés en vue de leur récupération. Ces travaux devraient ouvrir de nouvelles perspectives pour l'établissement d'une base lunaire par l'utilisation in situ des ressources présentes pour une exploration plus lointaine de l'espace.

The objective of the project is to explore an innovative avenue for the production of oxygen on the Moon by the concentrated solar pyrolysis of the regolith. This process consists in heating the rocks from the lunar soil (regolith) at very high temperature to extract different materials, including the oxygen necessary for any lunar base project. This process has the advantage of not requiring any resources from the Earth. Preliminary studies have been carried out by CNES/ESA and the proof of concept requires the use of efficient solar concentrators available at the PROMES laboratory in Odeillo. The work will consist in continuing theoretical studies, designing, building and testing a solar pyrolysis device to extract oxygen from rock composed of a mixture of oxides. Other products (i.e. metals or other strategic elements) may also be separated and must be analyzed for recovery. This work should bring out new perspectives for the establishment of a lunar base by in-situ use of the resources present for a further away exploration of space.