Imaginez une flamme qui refuse de danser. Pas de panache élégant qui s’élève vers le haut, pas de langue de feu qui lèche l’air en cherchant le plafond. À la place, une boule presque parfaite, hypnotique, qui reste là, suspendue, irradiant sa chaleur dans toutes les directions. C’est ainsi que brûle le feu dans l’espace. Et c’est précisément cette différence radicale qui oblige aujourd’hui la communauté scientifique à réinventer entièrement notre compréhension des incendies quand il s’agit de protéger les équipages des futures grandes expéditions spatiales.
Quand le feu change de visage en orbite
Depuis les débuts de la conquête spatiale, le risque d’incendie hante les ingénieurs et les astronautes. L’histoire tragique de la mission Apollo 1 reste gravée dans toutes les mémoires : trois vies perdues dans les flammes lors d’un simple test au sol. À l’époque, l’atmosphère interne était composée à 100 % d’oxygène pur à basse pression. Une configuration qui permettait de respirer sans difficulté, mais qui transformait le moindre départ de feu en véritable brasier.
La leçon a été apprise dans la douleur. Depuis, les vaisseaux habités et les stations spatiales reproduisent fidèlement la composition atmosphérique terrestre : environ 21 % d’oxygène et 79 % d’azote, à une pression proche de celle du niveau de la mer. Une décision de bon sens… jusqu’à ce que des considérations économiques et techniques remettent cette règle en question.
Pourquoi envisager plus d’oxygène aujourd’hui ?
La NASA a récemment émis une recommandation forte : passer à une atmosphère contenant jusqu’à 35 % d’oxygène. L’objectif n’est pas de rendre l’air plus « respirable », mais de réduire considérablement la pression interne des vaisseaux. Moins de pression signifie une structure plus légère. Et une structure plus légère entraîne des économies massives au moment du lancement : moins de carburant, fusées moins imposantes, coûts divisés.
Mais qui dit plus d’oxygène dit aussi… plus de danger. Le feu se propage plus facilement, les matériaux s’enflamment à des températures plus basses, les flammes deviennent plus vives. Le dilemme est clair : alléger les vaisseaux sans compromettre la sécurité des équipages. C’est tout l’enjeu du programme européen Firespace.
La boule de feu : signature du feu en microgravité
Sur Terre, la convection fait tout. L’air chaud, plus léger, monte naturellement, créant le panache caractéristique d’une flamme de bougie. En orbite, cette force disparaît. La chaleur ne « monte » plus. Elle rayonne symétriquement autour de la source. Résultat : la flamme adopte une forme sphérique étonnamment régulière.
Cette boule de feu n’est pas seulement esthétique. Elle change profondément la manière dont le feu se développe et se propage. Les fumées restent concentrées autour de la flamme au lieu de s’élever, créant une zone très opaque qui complique la détection précoce. La chaleur rayonnée devient le principal mode de transfert thermique, plutôt que la convection. Autant de paramètres qui obligent à repenser les systèmes de détection, d’extinction et même la conception des matériaux.
« En microgravité, vous n’avez plus un panache qui sort de la bougie, vous avez une boule de flamme qui rayonne de la chaleur dans toutes les directions. »
Cette citation résume parfaitement le défi fondamental auquel sont confrontés les chercheurs.
Quatre approches complémentaires pour mieux comprendre et maîtriser le feu spatial
Face à cette problématique complexe, quatre chercheurs européens ont uni leurs expertises autour d’un projet ambitieux financé par une bourse Synergy ERC 2025. Chacun apporte une brique essentielle à l’édifice.
Mitigation active par ondes acoustiques
Guillaume Legros explore une méthode aussi étonnante qu’élégante : éteindre les flammes grâce au son. Des haut-parleurs émettent des ondes acoustiques puissantes qui perturbent la couche limite autour de la flamme, empêchant l’apport continu d’oxygène. Des tests prometteurs ont déjà été réalisés lors de vols paraboliques, ces vols d’avion qui créent environ 22 secondes de microgravité réelle.
Cette technique présente un avantage majeur : elle ne nécessite aucun produit chimique. Pas de résidus, pas de risque d’endommager les équipements sensibles. Un atout précieux dans l’environnement confiné d’un vaisseau spatial.
Matériaux ignifugés adaptés à la microgravité
Serge Bourbigot se concentre sur les retardateurs de flamme. Ces composés chimiques intégrés dans les plastiques, tissus et revêtements ralentissent ou empêchent la combustion. S’ils existent depuis longtemps sur Terre, leur comportement change radicalement en absence de gravité.
Les fumées produites sont plus denses et restent sur place, créant un écran opaque qui complique l’évacuation et la vision des astronautes. Il faut donc concevoir des matériaux qui produisent moins de fumées opaques, tout en conservant leur efficacité ignifuge.
Capteurs nouvelle génération pour suivre la propagation
Florian Meyer développe des instruments de mesure ultra-précis capables de cartographier en temps réel la température, la concentration d’espèces chimiques et la dynamique des flammes en microgravité. Ces données seront essentielles pour valider les modèles numériques et comprendre les mécanismes profonds de la propagation du feu dans ces conditions extrêmes.
Simulation numérique jusqu’aux habitats extraterrestres
Bart Merci, depuis la Belgique, travaille sur des simulations numériques extrêmement poussées. L’objectif est de modéliser non seulement la combustion dans les stations orbitales, mais aussi dans les futurs habitats lunaires (gravité 1/6e) et martiens (gravité 1/3e). Ces environnements intermédiaires entre la microgravité et la gravité terrestre représentent un défi supplémentaire pour les modèles existants.
L’ultime expérience : six minutes de feu réel dans l’espace
Le point d’orgue du programme Firespace sera sans doute le lancement d’une fusée sonde dédiée. Construite par Airbus Defence and Space à Brême, elle décollera depuis le centre spatial d’Esrange, en Laponie suédoise. Pendant environ six minutes, elle offrira une fenêtre de microgravité suffisamment longue pour observer le développement et la propagation d’un incendie contrôlé dans des conditions spatiales réelles.
Cette expérience, si elle voit le jour, constituera une première mondiale et fournira des données d’une richesse inégalée pour valider les modèles et les technologies développées dans le cadre du projet.
Pourquoi ces recherches sont cruciales pour l’avenir
Les prochaines décennies verront l’humanité s’installer durablement sur la Lune puis préparer les premiers pas vers Mars. Chaque habitat, chaque module de transit, chaque surface de travail devra être conçu en tenant compte du risque incendie spécifique à son environnement gravitationnel.
Les conséquences d’un feu mal maîtrisé dans un vaisseau spatial ou une base lunaire seraient catastrophiques : pas d’évacuation possible, oxygène limité, systèmes vitaux interdépendants. La maîtrise du feu spatial n’est pas un sujet secondaire. C’est une condition sine qua non de la sécurité des futures explorations humaines au-delà de l’orbite terrestre basse.
Avec un budget de 14 millions d’euros sur six ans, le programme Firespace témoigne de l’importance stratégique que l’Europe accorde à cette question. Les résultats attendus ne bénéficieront pas seulement aux agences spatiales : les avancées en matière de matériaux ignifugés, de détection précoce et de systèmes d’extinction sans résidu pourraient également trouver des applications dans les environnements confinés terrestres (sous-marins, mines, avions, tunnels…).
Vers une nouvelle science du feu
Le feu en microgravité n’est pas seulement un danger à conjurer. C’est aussi une opportunité scientifique unique pour comprendre la combustion sous un angle totalement nouveau. En supprimant la convection, on isole d’autres phénomènes souvent masqués sur Terre : diffusion pure, rayonnement dominant, interactions complexes entre flammes et écoulements forcés.
Les découvertes réalisées dans ce domaine pourraient, à terme, révolutionner la manière dont nous concevons les moteurs, les systèmes d’énergie, les procédés industriels à haute température. Le feu spatial, paradoxalement, pourrait nous aider à mieux maîtriser le feu terrestre.
En attendant le lancement de la fameuse fusée sonde, les équipes européennes continuent leurs expériences en laboratoire, en vol parabolique et en simulation numérique. Chaque nouvelle donnée, chaque modèle affiné, chaque prototype testé rapproche l’humanité d’un objectif essentiel : pouvoir enfin considérer le voyage interplanétaire comme sûr… même quand tout brûle.
Le chemin est encore long, mais une chose est sûre : le feu, ce compagnon millénaire de l’humanité, réserve encore bien des surprises quand on l’observe loin de la Terre.
