L'un des actifs les plus précieux détenus par l'Université de Lancaster est stocké dans des fûts de bière. Dans un laboratoire soigneusement verrouillé, des rangées de fûts métalliques sont disposées sur des étagères et reliées entre elles par de fines tuyauteries en cuivre. Les conteneurs ne sont pas chargés de bière de prix, mais d'un gaz appelé hélium-3, l'un des matériaux les plus chers au monde. Un seul litre coûte environ 2 000 $ (1 500 £), bien que le prix puisse fluctuer.

« Le laboratoire existe depuis environ 50 ans. À l'époque, l'hélium était assez bon marché », explique Dima Zmeev, maître de conférences. « Nos prédécesseurs très sages ont fait des stocks. » Dans un avenir proche, d'autres personnes pourraient chercher à constituer une telle réserve. L'hélium-3 a des applications dans l'informatique quantique et la fusion nucléaire. Cependant, la principale source aujourd'hui est étroitement contrôlée – elle provient des armes nucléaires. Plus précisément, de la désintégration du tritium, une forme d'hydrogène, à l'intérieur de ces armes.

Dans le monde, des dizaines de milliers de litres d'hélium-3 sont probablement produits chaque année de cette manière, estime David McCollum, scientifique distingué au Oak Ridge National Laboratory dans le Tennessee. Mais la demande future pourrait largement dépasser cette offre. Certains entrepreneurs et chercheurs affirment que nous avons besoin de nouvelles sources d'hélium-3. Il existe dans le sol, bien qu'à des concentrations généralement très faibles.

Cependant, des échantillons de poussière lunaire, ou régolithe, issus des missions Apollo suggèrent qu'il pourrait y être présent à des concentrations relativement élevées. Ainsi, des plans sont désormais en cours pour récupérer l'hélium-3 de la Lune. L'hélium-3 est un isotope de l'hélium, défini par le nombre de neutrons dans le noyau de l'atome. L'hélium-4, avec un neutron supplémentaire, est la version comparativement bon marché – un gaz qui remplit les ballons de fête pour enfants.

Zmeev utilise l'hélium-3 dans des expériences de physique. Par exemple, il remplit de minuscules chambres avec cette substance, dans le cadre d'un projet visant à détecter un type mystérieux de particule de matière noire. Si une telle particule heurtait l'un des atomes d'hélium-3, cela les ferait tous vibrer. Cela génère de la chaleur et cette légère augmentation de température peut être mesurée. L'hélium-3 peut être réutilisé encore et encore.

Les scientifiques mélangent l'hélium-3 et l'hélium-4 à des températures très basses pour créer les températures les plus basses de l'univers connu, jusqu'au millikelvin (-273°C). Lorsque les atomes d'hélium-3 se séparent progressivement d'un mélange dilué contenant les deux isotopes, ils forment une couche d'hélium-3 pur au-dessus. Cette séparation est un changement de phase qui consomme de l'énergie, induisant un effet de refroidissement, comme lorsque la vapeur s'évapore d'une tasse d'eau chaude. Le refroidissement à base d'hélium-3, ou réfrigération par dilution, est crucial pour les ordinateurs quantiques.

Et l'hélium-3 pourrait également être utilisé dans certains réacteurs à fusion nucléaire pour créer un jour d'immenses quantités d'énergie propre. Une entreprise qui prévoit d'extraire l'hélium-3 de la Lune est Interlune, basée à Seattle. « Nous avons passé les quatre dernières années à développer, prototyper et tester des technologies… Nous avons une équipe de 30 personnes, et elle grandit », déclare Rob Meyerson, co-fondateur et PDG. Meyerson a été président de Blue Origin, la société de fusées de Jeff Bezos, entre 2003 et 2018.

L'un des co-fondateurs d'Interlune est Harrison « Jack » Schmitt, aujourd'hui nonagénaire, qui a marché sur la Lune lors de la mission Apollo 17. Il préconise depuis longtemps la récupération de l'hélium-3 à partir du régolithe lunaire. Interlune a testé certains de ses équipements lors de vols paraboliques, où un avion vole en un grand arc pour simuler l'apesanteur. L'équipement de l'entreprise pourrait être intégré dans un atterrisseur lunaire dès l'automne 2027, selon Meyerson.

À terme, Interlune vise à placer des excavatrices autonomes pelletant le régolithe sur la Lune pour ramasser la matière poudreuse et la traiter. L'idée est de broyer et de remuer le régolithe, libérant ainsi l'hélium-3 qu'il contient. Personne ne sait avec certitude quelles concentrations d'hélium-3 sont présentes sur la Lune. Paul Burke, au Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, dit que les échantillons de régolithe d'Apollo ont peut-être perdu une partie de leur hélium-3 lors de leur retour sur Terre, faussant notre compréhension de la quantité présente. De plus,