Un tapis de course appelé COLBERT

Crédit : NASA

[18 août 2021]

Le 6 juillet dernier, l’astronaute français Thomas Pesquet a participé à une opération de maintenance d’un tapis de course de la Station spatiale internationale. Cet ingénieux équipement américain s’appelle le COLBERT, pour Combined Operational Load Bearing External Resistance Treadmill (ou tapis de course à résistance externe combiné à une charge opérationnelle).

Crédit : ESA/NASA

Un nom en l’honneur d’un humoriste américain

Cet acronyme est surtout l’occasion de rendre hommage à Stephen Colbert, un célèbre comédien et humoriste américain qui présente depuis 2015 l’émission quotidienne The Late Show sur CBS. Lors d’un appel à candidature début 2009 pour trouver un nom au module Tranquility de l’ISS, le nom de l’animateur (qui officiait alors une parodie de journal télévisé sur la chaîne Comedy Central) avait été plébiscité par le public, mais la Nasa a préféré garder cette idée pour nommer le tapis de course qui allait équiper le module américain.

Le véritable nom de COLBERT est le T-2, ou TVIS pour Treadmill with Vibration Isolation Stabilization System (tapis de course avec système de stabilisation d’isolation) – prononcez « ti-visse ». Lancé dans l’espace en août 2009 à bord de la navette Discovery lors de la mission STS-128 (démonté et séparé en plus de six sacs de rangement), l’appareil sportif a d’abord été installé dans le module Harmony de la station, avant de rejoindre son environnement définitif après que le module Tranquility fut livré à la station spatiale en lors de la mission STS-130, en février 2010. Un patch avait été créé en l’honneur de l’envoi de COLBERT sur l’ISS.

Crédit : NASA

Description

Le tapis roulant est suspendu à une ouverture dans le plancher du module de la station, et peut seulement se déplacer de six degrés, les mouvements étant contrés par des systèmes d’isolation vibratoire actifs (gyroscope) et passifs (câbles métalliques). Ces systèmes sont destinés à minimiser les forces dynamiques de la course de l’astronaute sur les parois de l’ISS, tout en maintenant une surface d’exercice relativement stable. C’était l’un des plus gros défis du développement du tapis roulant : d’empêcher qu’il fasse trembler toute la station à chaque foulée de son utilisateur, alors que des expériences nécessitant un bon état de micropesanteur sont menées en parallèle.

Pour utiliser le COLBERT, les astronautes s’équipent d’un harnais d’épaule et de taille, qui est tendu à l’aide de câbles métalliques fixés à des ressorts ou à des cordes élastiques. Le dispositif donne l’impression de courir en portant un sac à dos mis permet de retenir le coureur à la surface du tapis roulant.

Crédit : NASA

Celui-ci est constitué de 160 lamelles d’aluminium de 1,3 cm d’épaisseur. Il offre une surface de course de 33 cm de large et de 112 cm de longueur, et peut être utilisé en mode motorisé ou non motorisé. Dans le premier cas, la vitesse de roulement peut atteindre 16 km/h ; dans le second cas, la vitesse de la ceinture dépend de l’effort fourni par l’astronaute, et la résistance au mouvement de la ceinture peut être manipulée à l’aide d’un système de freinage.

Crédit : NASA

Petite histoire

L’idée d’utiliser un tapis de course comme contre-mesure afin de lutter contre les effets de la micropesanteur n’est pas récente. Côté américain, les premières expériences d’utilisation d’un tapis de course datent de la mission Skylab 4, qui se déroula de novembre 1973 à février 1974 à bord du laboratoire américain Skylab, dans l’objectif d’entretenir les muscles des jambes et du dos de l’équipage. Les astronautes ont utilisé des sangles et une plaque recouverte de téflon afin de pouvoir réaliser les exercices tout en restant sur place. D’autres tapis de course furent ensuite embarqués lors de missions de la navette spatiale, et le premier tapis roulant avec isolation et stabilisation des vibrations a été testé pour la première fois en janvier 1997 lors de la cinquième mission navette-Mir (STS-81).

Côté soviétique, des tapis de course sont apparus sur les plans et schémas dès la station Saliout 1, lancée en avril 1971. Peu de renseignements existent sur la réalisation d’exercices mais un premier article étudiant les électrocardiogrammes des cosmonautes lors de séances de tapis de course datent de la station Saliout 6 (exploitée de 1977 à 1982). Des tapis de course furent également présents à bord de Saliout 7 (exploitée de 1982 à 1986) puis de la station Mir (de 1986 à 1999).

Un premier tapis TVIS a servi entre novembre 2000 et mai 2013 dans le module de service russe Zvezda de la Station spatiale internationale, avant d’être remplacé par le tapis BD-2 de fabrication russe (livré à l’occasion de deux ravitaillements effectués par des cargos Progress) ; deux tapis se trouvent donc actuellement à bord du complexe orbital : le BD-2 dans la partie russe et le COLBERT dans la partie américaine.

Des exploits sportifs

Le tapis de course est désormais utilisé quasiment au quotidien pour permettre aux astronautes de se maintenir en forme physique, mais aussi pousser leurs limites sportives et changer leur quotidien. Ainsi, en avril 2007, l’astronaute américaine Sunita Williams participa de manière symbolique sur le premier tapis TVIS de l’ISS au marathon de Boston et parcourut les 42,195 km en quatre heures, 23 minutes et 46 secondes, selon un temps non-officiel.

A l’occasion du marathon de Londres en avril 2016, ce « record » fut battu par l’astronaute britannique Tim Peake, deuxième astronaute à courir un marathon dans l’espace : il boucla l’épreuve sur le COLBERT en trois heures, 35 minutes et 21 secondes.

Thomas Pesquet pour sa part n’a pour le moment pas annoncé vouloir participer au marathon de Paris, prévu au mois d’octobre prochain. Mais, qui sait…

Docteur Guélove Nolevaux et Pierre-François Mouriaux