Avec l’augmentation des catastrophes climatiques et des menaces environnementales, l’idée de vivre sous terre devient de plus en plus envisageable. Cependant, la vie souterraine pose de nombreux défis, notamment en ce qui concerne la gestion de l’air et de l’énergie. Ces deux éléments sont essentiels pour la survie humaine dans un environnement clos et isolé de la surface. Cet article explore les problèmes liés à ces enjeux et présente les solutions que la science peut offrir pour rendre la vie souterraine viable.
1. Les Défis de la Vie Souterraine
Renouvellement de l’Air
L’un des principaux défis de la vie sous terre est le renouvellement de l’air. Dans un environnement clos, l’oxygène se consomme rapidement et le dioxyde de carbone s’accumule, ce qui peut conduire à une asphyxie. En outre, les polluants intérieurs, tels que les composés organiques volatils (COV), peuvent dégrader la qualité de l’air.
Production et Gestion de l’Énergie
La production d’énergie est également un enjeu majeur. L’éclairage, le chauffage, la ventilation et la production alimentaire nécessitent une source d’énergie constante et fiable. Les énergies fossiles sont impraticables à long terme dans un environnement souterrain en raison de l’émission de polluants et de la chaleur excédentaire.
2. Solutions Scientifiques
Systèmes de Régénération de l’Air
Les plantes ou microalgues captent le CO₂ de l’air et, grâce à des lampes spéciales, réalisent la photosynthèse, transformant le CO₂ et l’eau en glucose et oxygène. Ce processus libère de l’oxygène, régénérant l’atmosphère. La spiruline et la chlorelle sont particulièrement efficaces pour cela et peuvent être cultivées dans des bioreacteurs avec éclairage artificiel. Les systèmes automatisés régulent la lumière et les nutriments pour optimiser la photosynthèse. Ces installations purifient l’air, produisent de l’O₂, et peuvent fournir des ressources alimentaires ou énergétiques. Toutefois, elles nécessitent de la lumière constante, des nutriments, et un espace suffisant, tout en étant énergivores et nécessitant un contrôle rigoureux de l’humidité, de la température et du pH.
Les microalgues offrent d’énormes avantages car elles promettent de nombreux produits destinés à un usage humain, allant des biocarburants à l’oxygène et la nourriture, ainsi que la purification des eaux contaminées ou l’extraction du dioxyde de carbone de l’atmosphère.
Innovations dans l’Énergie
L’énergie géothermique exploite la chaleur provenant des profondeurs de la Terre, permettant de produire de l’électricité et de la chaleur de manière stable et continue, sans dépendance externe, ce qui est particulièrement adapté pour un environnement souterrain. Les piles à combustible convertissent l’hydrogène et l’oxygène en électricité et chaleur, offrant une source d’énergie propre, avec des sous-produits comme l’eau, et peuvent fonctionner de manière autonome tant qu’elles sont alimentées en hydrogène. Enfin, la biomasse et le biogaz permettent de recycler les déchets organiques (comme les déchets alimentaires ou agricoles) pour produire de l’énergie, tout en réduisant l’empreinte écologique et en assurant une gestion durable des ressources internes d’une civilisation souterraine.
La vie sous terre présente des défis significatifs en matière de gestion de l’air et de l’énergie. Cependant, les avancées scientifiques offrent des solutions prometteuses pour surmonter ces obstacles. En combinant des systèmes de régénération de l’air efficaces et des sources d’énergie renouvelable, il devient envisageable de créer un environnement souterrain viable pour l’humanité.
Bibliographie
1.Partie AIR
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Cet article explore l’utilisation des microalgues, comme la spiruline et la chlorelle, dans les systèmes de photosynthèse artificielle pour capturer le CO₂ et produire de l’oxygène et des ressources énergétiques.- Mata, T. M., Martins, A. A., & Caetano, N. S. (2010). Microalgae for biodiesel production and other applications: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14(1), 217-232.
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Cet article se concentre sur l’optimisation de la croissance des microalgues dans des bioreacteurs à lumière artificielle, en ajustant les conditions de lumière, température, et nutriments pour maximiser la photosynthèse.- Rosenberg, J. N., & Parvez, M. S. (2020). Bioreactors for algae cultivation: Advances in bioengineering and bioreactor design. Algal Science and Technology, 10(2), 125-139.
Cette étude examine les progrès dans les bioreacteurs pour la culture de microalgues comme la spiruline et la chlorelle, avec un focus sur l’optimisation des paramètres pour un rendement maximal de la photosynthèse et la purification de l’air.- Yusuf, R. I., & Lee, S. S. (2019). Artificial photosynthesis and algae-based carbon capture technologies: Challenges and opportunities. Environmental Technology & Innovation, 15, 100429.
L’article discute des défis et des opportunités liés à l’utilisation des systèmes de photosynthèse artificielle et de la capture du CO₂ par des microalgues pour des applications en régénération de l’air et production d’énergie.- Experimenting with microalgae – ESA – Université de Nantes – LICENCE ESA Standard Licence
2.Partie ENERGIE
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L’auteur explore les technologies de l’énergie propre, y compris les piles à combustible, et leur potentiel pour répondre aux besoins énergétiques d’une civilisation isolée.- Demirbas, A. (2009). Biomass as a sustainable energy source for the future: Volume 1: Resources, challenges, and opportunities. Springer.
Ce livre fournit un aperçu approfondi des différentes technologies de production d’énergie à partir de la biomasse et du biogaz, et de leur rôle crucial dans la gestion durable des ressources énergétiques.- Zhao, L., & Wang, H. (2017). Development and application of fuel cell technologies: Recent progress and future trends. Journal of Power Sources, 358, 1-14.
Cet article explore l’évolution des piles à combustible, leur efficacité énergétique et leur potentiel pour fournir une énergie propre et continue.- Pimentel, D., & Pimentel, M. (2008). Biofuels, Solar, and Wind as Renewable Energy Systems: Benefits and Risks. Springer.
Ce livre examine les différentes sources d’énergie renouvelable, y compris la biomasse, et leur application dans des systèmes énergétiques autonomes, notamment dans des environnements fermés.
Par Antoine BRIGAUD