Se nourrir durablement dans l’espace… et sur Terre
Que mangeront les astronautes lors des longues missions d’exploration spatiale quand il ne sera plus possible de se réapprovisionner ? Des levures de boulangerie, répond une équipe de recherche étudiante de l’Université Concordia, finaliste du Défi de l’alimentation dans l’espace lointain. Avec AstroYeast, leur projet de microferme autonome et durable, les scientifiques espèrent aussi contribuer à la sécurité alimentaire sur Terre.
Le projet Microferme AstroYeast figure parmi les quatre finalistes du Défi de l’alimentation dans l’espace lointain, un concours technologique qui incarne la première collaboration du genre entre l’Agence spatiale canadienne et la NASA. Plus tôt cette année, l’équipe multidisciplinaire de 15 étudiantes et étudiants de l’Université Concordia a reçu 100 000 $ pour continuer ses recherches et les présenter lors de la finale, au printemps 2024. Depuis trois ans, elle s’attelle à créer une technologie alimentaire basée sur une levure de boulangerie comestible.
Celle-ci est conçue pour produire les nutriments dont les membres d’équipage auront besoin, telles les vitamines A et C, mais aussi des saveurs comme le citron ou la vanille. « La levure peut se manger directement, se transformer en pâte à tartiner ou en base de soupe avec de l’eau et produire de nouveaux arômes, explique Lancia Lefebvre, membre de l’équipe et étudiante en biologie synthétique. La diversité alimentaire est très importante dans l’espace, car les astronautes y ressentent moins les goûts. »
En effet, si le menu des astronautes a grandement évolué depuis les années 1960, s’alimenter dans l’espace est une entreprise délicate. La nourriture fraîche est rare et doit être consommée quelques jours après réception, à moins d’avoir été irradiée ou soumise à un traitement thermique. Souvent, les plats sont lyophilisés, c’est-à-dire déshydratés, et il faut y ajouter de l’eau. Une fatigue alimentaire — et de potentielles carences — peut alors survenir à cause d’un manque de diversité dans les textures.
Microfermiers de l’espace
Parallèlement, le volet génie du projet est chargé de construire un bioréacteur entièrement automatisé qui servira à la culture des levures à l’intérieur même de la station. « Nous concevons des bassins spéciaux remplis d’un certain liquide pour incuber les levures dans des conditions qu’elles apprécient, soit une température stable et contrôlée, de l’air propre et des nutriments, explique Felipe Perez, responsable technique et mécanique du projet. C’est comme une micro-usine. »
L’idée est de mettre sur pied un système aussi durable que possible, puisqu’il est très coûteux et difficile d’envoyer des choses dans l’espace, précise Felipe Perez. D’où l’intérêt d’un incubateur favorisant l’autonomie alimentaire des astronautes. Ils placent un échantillon de levures dans la machine, et c’est elle qui s’occupe du reste. « La levure va croître pendant environ deux jours, et une fois développée, le système peut la collecter et la traiter avec de la chaleur pour la stériliser », explique Gabriel Aguiar-Tawil, étudiant en biologie synthétique appliquée à Concordia, qui pilote le volet génétique. Ensuite, les « microfermiers de l’espace » la récoltent et la mangent.
L’équipe est intégrée à l’initiative CUBICS, qui offre à des étudiants postsecondaires l’occasion de concevoir leur propre minisatellite, CubeSat, et de l’envoyer dans l’espace. En partenariat avec la division Spacecraft de Concordia, elle construit un système embarqué pour tester ses levures dans des conditions spatiales et collecter des données précieuses. « De manière générale, l’un des grands défis consiste à respecter les contraintes de l’espace », explique Lancia Lefebvre.
Et sur Terre ?
La technologie AstroYeast n’est pas seulement intéressante pour la vie dans l’espace. « Nous pouvons envisager que le système soit utilisé par des communautés locales, surtout les plus isolées, afin qu’elles puissent produire durablement des nutriments essentiels à la santé humaine », indique Mme Lefebvre. Des communautés du Nord canadien, par exemple, font face à des défis alimentaires imposés par les conditions météorologiques imprévisibles.
« Travailler dans le domaine de l’exploration spatiale est très stimulant, ça nous ramène à de grandes questions, à savoir pourquoi nous existons aujourd’hui, comment fonctionne notre environnement, dit avec enthousiasme l’étudiante-chercheuse. Et les conditions et les contraintes de l’espace nous rappellent aussi à quel point la vie sur Terre est précieuse et merveilleuse. »
Le Défi de l’alimentation dans l’espace lointain compte trois autres finalistes. Le projet Canada GOOSE de l’Université de Guelph propose une chambre de croissance végétale où faire pousser des fruits, des légumes et des champignons avec une alimentation en électricité et en eau. Un groupe de l’Université McGill présentera un système d’élevage, de collecte et de transformation de criquets. Enfin, Ecoation travaille sur une nouvelle technologie ayant le potentiel de fournir plus de 500 kg d’aliments denses en nutriments par an, dont un substitut de viande appelé « bacon spatial ».
« La levure peut se manger directement, se transformer en pâte à tartiner ou en base de soupe avec de l’eau et produire de nouveaux arômes. La diversité alimentaire est très importante dans l’espace, car les astronautes y ressentent moins les goûts. »