Nos confrères des Numériques expliquaient dans cet article, que soi-disant, « Elon Musk et le patron de la NASA partagent une ambition folle : propulser l’humanité vers les étoiles grâce à l’antimatière ». En plus d’être une immense hyperbole, cette affirmation relève d’une sérieuse déformation de la réalité. Dans les faits, les deux hommes ont simplement eu un bref échange sur X, le 19 juin dernier, lorsqu’Elon Musk a affirmé dans l’un de ses posts (voir ci-dessous) que « dans le futur, des milliers de milliards de fois des milliers de milliards de dollars seront dépensés pour fabriquer de l’antimatière afin de voyager vers d’autres systèmes stellaires ».
Jared Isaacman, 15ème administrateur de la NASA lui a répondu : « Je soutiens le développement de la propulsion par antimatière ». Les deux posts, lus plusieurs dizaines de millions de fois, ont engendré une déferlante d’articles frénétiques dans la presse américaine et française, alors que l’agence américaine ne finance, à ce jour, aucun programme de ce type. On repart de zéro, histoire de ne pas se laisser aller au sensationnalisme.
L’antimatière : le carburant trop parfait
Pour faire simple, la majorité des lanceurs que l’on envoie dans l’espace aujourd’hui tirent leur énergie de la combustion chimique. Les fusées modernes utilisent trois grandes familles de carburants : les ergols liquides classiques (un mélange kérosène (RP-1) et d’oxygène liquide), les ergols cryogéniques haute performance (hydrogène liquide et oxygène liquide, que l’on retrouve dans les réservoirs du Space Launch System ou d’Ariane 6) et le « méthalox » (ergols cryogéniques à base de méthane liquide et d’oxygène liquide, popularisé par SpaceX et ses moteurs Raptor).
Si on les compare à l’antimatière, ils seraient presque préhistoriques, même s’ils sont aujourd’hui le nec plus ultra de l’ingénierie spatiale. Pour décrire l’antimatière, il suffit d’imaginer qu’elle est le reflet parfait de la matière ordinaire : à chaque particule correspond une antiparticule de masse identique, mais dotée de propriétés opposées, à commencer par sa charge électrique. Le négatif de l’électron devient ainsi le positron, une particule positive. Un électron négatif a son positron positif ; un proton a son antiproton.
Lorsqu’une particule rencontre son antiparticule, les deux s’annihilent en libérant la quasi-totalité de leur masse sous forme d’énergie : une conversion totale, approchant les 100 %. Aucune réaction chimique ou nucléaire ne peut rivaliser avec elle, puisqu’il s’agit de la densité énergétique absolue autorisée par les lois de la physique moderne.
L’une des études de référence de la NASA, parue en 1999 et dirigée par George R. Schmidt, explique que l’annihilation d’un gramme d’antimatière avec un gramme de matière libère une énergie équivalente à 180 térajoules (1,8*1014 J), soit dix milliards de fois ce que dégage la combustion hydrogène-oxygène qui propulse nos fusées actuelles, et au moins cent fois plus que la fission ou la fusion nucléaire.
Dans ce cas, qu’attendons-nous pour accélérer le développement de solutions pour installer des moteurs à annihilation sur nos lanceurs ? Tout bêtement parce que, pour l’instant, l’humanité est encore au stade de l’âge de pierre de cette technologie.
Homo sapiens et l’antimatière : une histoire d’amour non réciproque
Actuellement, il n’existe plus qu’un seul endroit au monde capable de produire et de piéger des antiprotons pour fabriquer de l’antimatière atomique : le CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire), à la frontière franco-suisse. Comment font-ils ? Ils utilisent des accélérateurs de particules géants pour fracasser des atomes à des vitesses proches de celle de la lumière. Le Fermilab, (Fermi National Accelerator Laboratory), à Batavia dans l’Illinois, en produisait également, avant d’arrêter définitivement la production d’antiprotons en 2011, à la fermeture du Tevatron, son grand accélérateur.
Sauf que son rendement est pour le moins… catastrophique : pour obtenir un seul antiproton, il faut plusieurs centaines de milliers de collisions de protons pour obtenir un seul antiproton utilisable. À ce rythme, pour obtenir un gramme d’antimatières, il faudrait faire tourner les accélérateurs du CERN pendant des millions d’années.
Un ratio absurde, qui combiné à la consommation électrique des accélérateurs, fait grimper le coût de production à environ 6 400 milliards de dollars le gramme aux tarifs actuels.
Même avec une installation dédiée et toutes les améliorations techniques envisageables à court terme, Schmidt et ses collègues estimaient en 1999 que ce coût tomberait à 64 milliards de dollars le gramme, soit dix mille fois le prix d’une charge propulsive équivalente en ergols chimiques.
Ajoutons à cela l’épineux problème du confinement, un obstacle physique quasiment insurmontable : l’antimatière ne peut pas entrer en contact avec de la matière ordinaire, sinon, les deux s’annihilent instantanément dans un violent flash d’énergie, désintégrant à peu près tout ce qui se trouve aux alentours. Il est donc inconcevable de la stocker dans un vaisseau spatial ou une fusée, puisque (scénario entièrement hypothétique), si on la plaçait dans un réservoir en titane ou en carbone, il exploserait à la milliseconde.
Nous connaissons une seule technique pour la conserver : des « pièges magnétiques » (comme les pièges de Penning). Les antiparticules sont suspendues dans un vide absolu au centre d’un puissant champ magnétique pour qu’elles ne touchent jamais les parois. Et encore, même de cette manière, les pièges de Penning les plus avancés ne permettent de maintenir quelques millions d’antiprotons pendant quelques heures.
Imaginons cette idée un peu stupide : si l’on voulait envoyer une mission habitée vers Mars grâce à l’antimatière, sans recourir à l’hybridation avec la fission ou la fusion nucléaire, il faudrait embarquer entre 1 et 100 microgrammes d’antimatière selon les calculs de Schmidt et ses collègues. Réunir cette quantité prendrait entre cent et dix mille ans et ce, en supposant qu’on sache déjà la stocker pendant ce laps de temps, ce qui n’est pas le cas.
Il est grand temps d’atomiser ce fantasme, qui est de l’ordre de la fiction pure : Elon Musk et la NASA ne « parient » sur rien du tout qui soit en rapport avec l’antimatière. Ce n’est pas parce que l’homme d’affaires, à l’occasion de son 37ème post sur X de la journée du 19 juin a évoqué le sujet, que l’on doit gober tous les gros titres de la presse tech, même si le grand boss de la NASA a réagi. En aucun cas il ne s’agit d’un programme ou d’une feuille de route : c’est un échange de deux posts entre deux hommes puissants qui ont exprimé, en quelques mots, une sympathie pour une technologie théorique. Dans l’écosystème médiatique actuel, cela suffit apparemment à déclencher une frénésie d’articles qui recyclent les mêmes informations en boucle, en les surinterprétant ad nauseam. Nous mangerons tous les pissenlits par la racine bien avant que le moindre réservoir à antimatière ne soit boulonné sur une fusée, Musk et Isaacman inclus.
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