À travers le monde, des centres d’entraînement de pointe à Cologne, Houston et Moscou permettent aux astronautes de se préparer à l’expérience unique des sorties extravéhiculaires. Pour cela, d’immenses bassins sont aménagés avec des répliques grandeur nature des modules de la Station spatiale internationale (ISS). Plongés sous l’eau, les astronautes s’exercent aux gestes techniques et à la gestion des contraintes physiques, dans des conditions reproduisant au mieux l’apesanteur.
Des bassins d’entraînement spectaculaires pour simuler l’apesanteur
Comment former un astronaute à sa première sortie dans l’espace ? Reproduire l’état d’apesanteur sur Terre a toujours représenté un défi majeur. Les agences spatiales ont trouvé leur solution : le milieu subaquatique. Ainsi, elles ont conçu des bassins d’entraînement gigantesques. Le Centre des astronautes européens (EAC) à Cologne et la Cité des étoiles de Moscou disposent chacun d’un bassin de 10 mètres de profondeur : le NBF en Europe et l’Hydrolab en Russie. Des maquettes grandeur nature de segments de l’ISS y sont entièrement immergées.
À Houston, la NASA possède même le bassin NBL (Neutral Buoyancy Laboratory), six fois plus grand que son équivalent européen, atteignant 12 mètres de profondeur pour y installer une réplique complète du segment américain de l’ISS.
À Cologne, c’est le Français Hervé Stevenin, ingénieur spatial devenu instructeur en 2007, qui coordonne les entraînements aux sorties extravéhiculaires (EVA). Il est aussi responsable des opérations et de la maintenance du bassin à l’EAC. Formé à la manipulation de scaphandres à la NASA et à la Cité des étoiles, il explique : “Cette expérience est essentielle pour comprendre les difficultés de l’entraînement EVA et pour guider efficacement les astronautes”.
Une préparation indispensable avant le grand départ
Les plongées en bassin visent à simuler une EVA. Les astronautes s’entraînent à quitter le sas, se déplacer le long des modules de l’ISS, transporter du matériel, l’installer ou le démonter. Les sessions à Cologne peuvent durer jusqu’à trois heures, et celles à la NASA-NBL jusqu’à six heures grâce à la taille de la réplique.
Dès leur première plongée en scaphandre, les futurs astronautes expérimentent des contraintes inédites. “Ce n’est pas une simple plongée”, prévient Hervé Stevenin. “Il existe un véritable fossé entre la compétence de plongeur et l’expérience d’un scaphandre spatial. C’est cent fois plus difficile !” En Europe, les entraînements constituent une pré-familiarisation avant d’aller s’exercer à Houston.
Pour cela, les astronautes enfilent des gants spéciaux, une épaisse combinaison de plongée, un masque facial avec micro, une structure pectorale pour transporter l’équipement EVA, et utilisent les véritables outils manipulés à Houston et dans l’espace. Des bottes dotées de semelles identiques à celles employées dans la station leur apprennent à se stabiliser sur des plateformes spécifiques.
Ainsi, en arrivant à Houston, les astronautes européens ne doivent s’acclimater qu’à l’inconfort du scaphandre spatial, alors que leurs homologues américains débutants doivent tout apprendre en même temps.
Sécurité maximale, loin des clichés du cinéma
L’entraînement à l’EAC met un point d’honneur à inculquer les règles strictes d’engagement et de sécurité. “Oublions les situations à la Gravity ou Seul sur Mars, où les astronautes naviguent sans être attachés au module ! C’est absolument inconcevable”, souligne Hervé Stevenin. Tous les astronautes sont reliés au sas par un câble enrouleur et maintiennent constamment un second point d’attache – une main, un bras sur une pince articulée, ou les pieds sur une plateforme.
La rigueur va jusqu’à la gestion des outils ; la perte d’un instrument peut mettre une mission entière en péril, et le moindre débris en orbite représente un risque de collision avec la station des mois plus tard. L’équipement, la coordination d’équipe, la rigueur des procédures : tout est évalué et peaufiné durant des exercices en binômes qui simulent des conditions réelles d’EVA, avec maintien permanent de la communication entre les membres et le centre de contrôle.
Les astronautes doivent aussi être prêts à agir vite : l’instructeur peut à tout moment interrompre la communication avec l’un des deux et observer si son coéquipier applique correctement les procédures de sauvetage.
Des sensations uniques… mais jamais identiques à l’espace
Si la flottabilité nulle sous l’eau offre une excellente analogie de l’apesanteur, l’expérience réserve des surprises. Selon Hervé Stevenin, “dans l’eau, il faut initier un effort pour se déplacer, alors que dans l’espace, un simple mouvement du doigt vous propulse, mais il faut fournir un effort pour s’arrêter”. La sensation de verticalité disparaît aussi complètement en orbite, un phénomène impossible à simuler dans l’eau ou sur Terre.
Les premières minutes d’une EVA réelle sont donc consacrées à se familiariser avec cet environnement inédit, puis 95 % des gestes sont ceux répétés dans le bassin. Pour les 5 % restants, la réalité virtuelle et les vols paraboliques viennent compléter la préparation.
Un entraînement collectif, supervisé et sécurisé
Durant les séances sous-marines, chaque astronaute est entouré de quatre plongeurs de sécurité à la NBF de l’ESA. Ils assurent l’approvisionnement en air, la désincarcération en cas d’entraînement d’urgence, le suivi vidéo en temps réel, et la sécurité du cameraman. D’autres plongeurs s’occupent de la logistique : déplacements de matériel à l’aide de ballons, manipulation de modules, mise en place des éclairages et des caméras.
Pour rejoindre l’équipe, il faut au minimum être titulaire d’un brevet de plongeur-sauveteur (PADI Rescue Diver), même si la plupart sont Divemasters ou instructeurs, la formation spécifique à l’ESA étant particulièrement exigeante. Ces plongeurs sont des freelances, souvent auto-entrepreneurs, étudiants, voire retraités, et suivent un cursus rigoureux pour maîtriser leur poste à la fois en théorie et en pratique.
Les protocoles de sécurité sont drastiques : contrôle du temps et de la pression des bouteilles, arrêt obligatoire à 5 mètres de profondeur pendant 3 minutes avant de remonter, observation post-plongée de 10 minutes, puis surveillance sur site pendant une heure. Tous les plongeurs passent des examens médicaux fréquents, et lorsqu’un entraînement est en cours, un médecin est présent dans la salle de contrôle.
Scaphandre spatial : un défi physique et psychologique
Porter un scaphandre spatial est extrêmement éprouvant : il s’agit d’une capsule rigide pressurisée, dans laquelle chaque geste demande un effort conséquent. Fermer la main revient à écraser une balle de tennis à répétition : à la longue, des douleurs musculaires et des lésions (ongles délaminés, bras endoloris) apparaissent. Les séances peuvent durer jusqu’à 7 heures, soit l’équivalent d’un effort de sprint sur la longueur d’un marathon, sans possibilité de manger, avec seulement 1,5 litre d’eau à disposition pour toute la sortie. Les astronautes doivent donc s’hydrater abondamment avant, et résister à l’inconfort et à la claustrophobie.
L’émergence du programme européen EVA
Le programme d’entraînement EVA de l’ESA a vu le jour à partir de 2004, en étroite collaboration avec la NASA. Auparavant, les astronautes européens se rendaient rarement à Houston, faute de disponibilité, et peinaient à rivaliser avec leurs collègues américains lors des entraînements. Un ancien bassin inutilisé à Cologne, construit pour le projet Hermès, a été réhabilité sur l’impulsion d’Hervé Stevenin — lui-même formé à Houston — afin de répondre aux besoins européens.
Le programme, validé en 2005 par la NASA et intégré à la formation de base des astronautes de l’ESA sélectionnés à partir de 2009 (comme Thomas Pesquet), permet depuis aux Européens de rivaliser avec leurs homologues américains en EVA et de perfectionner leurs compétences entre deux campagnes à Houston.
Cette évolution bénéficie désormais aux futurs astronautes, dont la formation deviendra toujours plus complète avec les dernières mises à jour intégrant les adaptations américaines.
Des particularités proprement européennes
Sur l’ISS, la moitié des modules sont russes, l’autre moitié américaine, et le module européen Colombus est rattaché au segment US. Les Européens volent donc sous contingent américain. En formation, ils apprennent également le fonctionnement des équipements russes et effectuent des entraînements à la Cité des étoiles, en Russie, avec le scaphandre local. Cette double compétence leur permet d’effectuer des EVA aussi bien du côté américain que russe, selon les nécessités des missions.
Cet article, initialement écrit par Margot Harty pour l’édition papier de PLONGEZ!, a été adapté pour le web.
