Brique 12 - Aciérie

Brique 12 - Aciérie

Fabrication d'une mini-acierie.

Description

L’acier jouera un rôle important dans l’établissement de la colonie, pour les structures, mais aussi pour l’élaboration de réservoirs divers et de pièces résistantes d’outils, de machines, de véhicules… A noter qu’en présence d’une atmosphère ne contenant pas d’oxygène et des quantités minimes de vapeur d’eau, l’acier sera pratiquement inoxydable.

La matière première est particulièrement abondante et facile à collecter, principalement sous forme d’hématite (Fe2O3). Il s’agit ensuite de réduire l’oxyde pour obtenir du fer ; traditionnellement, cela se fait dans un haut-fourneau, qui exige une alimentation en coke (du carbone presque pur), en oxygène (air) et une température de 1200°C. Sur Mars, on ne dispose pas directement de carbone ; par contre on obtient du monoxyde de carbone, CO, comme sous-produit de la décomposition thermique du gaz carbonique atmosphérique (une des deux sources d’oxygène avec l’électrolyse de l’eau). Or le CO est l’agent efficace de la réduction du fer. La réaction étant légèrement exothermique, il sera possible de faire fonctionner un « haut-fourneau » au CO sans dépenser beaucoup d’énergie, à condition de le porter d’abord à température suffisante (700°C ou, mieux, 900°C).

On obtiendra ainsi de la fonte. Pour obtenir de l’acier, il faut encore doser la teneur du carbone au pourcentage requis, tout en « brûlant » les impuretés puis, éventuellement, allier le métal à d’autres métaux (aluminium, chrome, manganèse, silicium, titane, vanadium…). Mais disposer de ces aciers plus résistants ou inoxydables n’est a priori pas une nécessité sur Mars, où les poids sont divisés par 3 et l’atmosphère privée des agents oxydants traditionnels sur Terre (eau, oxygène). Pour ce faire, sur Terre, la fonte sortant du « haut-fourneau » est acheminée dans une station d’affinage où elle est soumise à un flux d’oxygène permettant de brûler le carbone en excès et les impuretés résiduelles, à une température de 1200°C ; puis les additifs métalliques éventuels sont ajoutés. Sur Mars, il se pourrait qu’on puisse effectuer les deux opérations successivement dans la même enceinte, en y injectant d’abord du monoxyde de carbone, puis, en tant que besoin, de l’oxygène.

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