Avant d'aller sur Mars, il faut cultiver dans l'espace

Culture hors-sol

A priori évidente, la culture d'une salade n'a rien d'un jeu d'enfant lorsqu'on la transpose "là-haut". Les premiers plants de salades cultivés par "Veggie" en mai 2014 ont d'ailleurs rapidement conduit à un échec. Comme l'explique le directeur du projet "Veggie" Trent Smith dans les documents de la Nasa, " deux plants de salades ont souffert d'un stress hydrique. Nous avons réajusté les apports en eau pour la seconde tentative et un mois plus tard l'équipage consommait de la laitue fraîche " .

Faute de terre, les végétaux sont cultivés hors-sol dans une solution d'eau et de nutriments qui permet aux plantes de pousser trois fois plus vite. Pour parer les effets de la gravité et éviter que des bulles d'eau ne se baladent partout dans la navette, cette solution nutritive est emballée dans une pochette hermétique où l'eau est injectée par tuyau, tandis que des diodes luminescentes fournissent la lumière nécessaire.

Loin du garde-manger

Les salades consommées, une culture de zinnias est lancée dans la foulée " avec cet intérêt qu'elle présente plus de difficultés que celle des laitues , explique Trent Smith . Les deux plantes sont très différentes. Le zinnia est plus sensible aux paramètres environnementaux et à l'exposition lumineuse. Il met plus de plus de temps à pousser - entre 60 et 80 jours - et parvenir à une floraison constitue une excellente préparation avant de passer à la prochaine étape : les tomates."

La culture d'une laitue et l'éclosion d'une fleur à quelques mois d'intervalle pourraient laisser croire que l'on sera bientôt capable de produire tout un garde-manger en apesanteur. Il n'en est rien. La photo du zinnia en fleur publiée dimanche dernier par l'astronaute américain Scott Kelly a d'ailleurs fait d'autant plus de bruit que la petite plante était encore bien mal en point il y a quelques semaines. Le taux élevé d'humidité de la station spatiale internationale a rapidement provoqué l'apparition de moisissures sur les feuilles qui ont dû être nettoyées une par une. Après quoi la vitesse trop élevée du système de ventilation a provoqué un assèchement des plants qui ont dû être davantage irrigués.

Naissance de l'astronaute-jardinier

Scott Kelly - qui respectait jusque-là un planning d'irrigation soigneusement élaboré à l'avance - a alors décidé de définir lui-même la fréquence des arrosages, précisant à la batterie de scientifiques qui le suivent depuis la Terre que " si les astronautes produisaient un jour leur propre nourriture sur Mars comme l'ambitionne la Nasa, ils devraient bien fixer eux-mêmes les règles d'irrigation de leurs cultures" . Une démarche payante, puisque peu après ce que la Nasa appelle crânement " les efforts héroïques de Scott Kelly" , deux des quatre zinnias ont montré des signes d'amélioration avant que l'un d'entre eux ne fournisse cette première fleur spatiale.

"Dans 50 ans, les astronautes pourront produire leur propre alimentation"

Passée maître dans l'art de la communication, la Nasa a toujours eu tendance à survendre ses découvertes. Bien que présentées comme telles dans les médias en août dernier, les magnifiques salades produites dans le cadre du programme "Veggie" (lire ci-contre) ne sont en réalité pas les " premières salades de l'espace" .

Ce sont les Russes qui ont été les premiers à faire pousser des pois et des laitues - certes moins appétissantes - dès 2002 dans leur section de la station spatiale internationale (ISS). Bien que ces légumes n'aient pas été consommés sur place mais renvoyés sur Terre pour analyse. Ce sont également les Russes qui ont lancé dès 1990 un premier projet de serre de l'espace destinée à faire pousser du blé sur MIR. Contrairement aux apparences, cette quête de l'autoalimentation spatiale est donc loin d'être récente.

Bientôt des "space patates"

" Cultiver dans l'espace n'est plus une option, c'est une obligation" , nous confirme Christophe Lasseur qui dirige au sein de l'Agence spatiale européenne le projet Melissa, dont l'objectif est précisément de mettre au point un écosystème viable pour les astronautes qui embarqueront pour des missions de longue durée. De nos jours, les missions spatiales sont régulièrement approvisionnées en nourriture, mais sur Mars ce réapprovisionnement régulier sera impossible puisque la Nasa estime que chaque "livraison express" prendra environs neuf mois.

Avant de mettre un orteil sur la Planète rouge, il est donc indispensable que les astronautes puissent produire une bonne partie de leurs ressources. " Nous sommes capables de faire pousser une salade ou une fleur aujourd'hui, mais entre faire pousser un légume et produire de quoi alimenter tout un équipage pendant une longue mission, il y a une énorme différence" , reconnaît Christophe Lasseur. Difficile, en effet, d'imaginer un équipage se nourrir exclusivement de salades. " Pour fournir aux astronautes les éléments nutritionnels dont ils ont besoin, il faudrait parvenir à cultiver en parallèle plusieurs plans de légumes qui ont des besoins différents en terme d'humidité ou de température. Nous travaillons par exemple sur la possibilité de faire pousser des pommes de terre car elles ont un apport énergétique bien plus important que les salades, mais elles nécessitent énormément d'eau et posent un risque de contamination biologique."

Théoriquement, tout est faisable

Sur Terre, le processus n'a rien de compliqué. Dans l'espace, en revanche, la taille limitée des navettes réduit considérablement le volume et la masse des éléments qui peuvent être emportés. " En théorie, beaucoup de choses sont faisables , insiste le directeur de projet de l'Agence spatiale européenne . Mais il faut que cela puisse se faire dans des contraintes raisonnables d'ingénierie. S'il faut transporter deux tonnes de matériel pour cultiver une tonne de nourriture, c'est impossible." Quelle que soit la mission, l'homme doit donc être capable de faire pousser ses plantes avec une faible consommation d'eau et d'oxygène, tout en leur fournissant le CO2 dont elles ont besoin et en contrôlant le plus précisément possible la température. Un processus qui passe inévitablement par le recyclage.

Même l'urine est recyclée

Sur la station spatiale internationale : la moindre goûte d'eau - en ce compris l'urine - est recyclée et réutilisée. " Quelque part, cultiver sur une autre planète sera d'ailleurs plus simple que dans une station spatiale car nous disposerons de tout l'espace que nous voulons , précise Christophe Lasseur . Les plantes y seront cultivées en serres dans des sortes de gros bidons avec cet avantage que Mars suit les mêmes cycles jour/nuit que la Terre." Pour le directeur de projet, le processus est bien enclenché : d'ici cinquante ans, les astronautes devraient être capables de s'alimenter dans l'autarcie la plus totale.