Optimisation de la production alimentaire en milieux extrêmes

L’Homme, poussé par une curiosité insatisfaite, a toujours repoussé ses frontières et parti à la découverte de l’inconnu. Depuis les expéditions en mer jusqu’à l’exploration spatiale de nombreuses contraintes se sont dressées fac aux colons, notamment celle de l’alimentation des équipages. Les enjeux étant non seulement de subvenir aux besoins nutritionnels et d’optimiser les performances du personnel à bord mais aussi d’envisager une possible production alimentaire durable arrivée à destination.

 

 Subvenir aux besoins humains en milieu extrêmes

Hors de sa zone de confort et dans un environnement non adapté, l’alimentation joue un rôle primordial dans la survie de l’homme. Le cas le plus évident étant les missions spatiales. Comment les scientifiques subviennent à leurs besoins alimentaires dans un espace restreint en quasi-apesanteur ? Les premiers repas étant constitué de cube de taille d’une bouchée, de poudres lyophilisées(on surgèle les aliments puis on retire l’eau contenue dans les cellules du produit à l’aide d’une chambre à vide et en le chauffant légèrement,pour faire sortir l’eau et permettre une réhydratation rapide) et d’aliments semi-liquides dans des tubes d’aluminium. La NASA a dû répondre aux plaintes des astronautes et améliorer son système. A partir du programme Apollo (1961-1975), l’alimentation en orbite autour de la Terre s’est considérablement mise au point. En effet, on trouve pour la première fois à bord de l’eau chaude ce qui permis de réhydrater plus facilement les aliments lyophilisés et d’en améliorer le goût. La question du stockage se pose maintenant dans un système où rien n’est laissé au hasard tant les risques sont grands pour le décollage, la mise en apesanteur et la retour sur Terre. En 1991, la “cuisinette” de la navette a été repensé pour peser un tiers de moins pour un volume diminué de moitié par rapport à ce que Skylab (première station spatiale de la NASA en 1973) proposait. On sépare en plusieurs parties le stockage : une partie pour les repas quotidiens, un compartiment pour les EVA (Extra Vehicular Activity) qui contient 8 heures de nourriture et d’eau pour chaque mission hors de la navette et enfin un “Safe Haven” permettant de fournir 22 jours provisions en cas d’opérations d’urgence suite à une défaillance à bord. Chaque produit alimentaire possède une durée de conservation de 2 ans.

Optimiser nos capacités ?

On peut définir un environnement extrêmes comme un contexte extérieur qui demande à l’individu des performances physiques et psychologiques.Perturbant le corps et l’esprit, il est important de réfléchir à des moyens de booster l’individu afin de l’aider à vivre au mieux dans ce nouvel environnement.

Surprenant mais vrai, les repas préparés pour les astronautes sont principalement des produits disponibles dans les épiceries. Ils suivent néanmoins tous un programme nutritionnel nécessaire pour des missions dans l’espace “Recommended Dietary Allowances” pour les vitamines et les minéraux. Les besoins caloriques sont calculés pour chaque passagers avec une formule appelée BEE (basal energy expenditure) en fonction de la masse, de la taille,de l’âge et du sexe de l’individu. Comme vu précédemment, les astronautes ont accès à une large variétés de menus. Ils peuvent même en confectionner eux-même avant d’être validé par des diététiciens. L’aspect psychologique entre en jeu. En orbite, les symptômes de dépression et d’anxiété ne sont pas rares, on cherche à les éviter en apportant un nombre adéquates de glucide, d’acides aminés et d’eau essentiel au bon balancement de l’humeur et des sentiments.

 

 

 

Adapter l’environnement, contourner  les contraintes

Face aux problèmes climatiques sur Terre, les scientifiques ont cherché à développer des techniques qui permettent des cultures et une alimentation durable.

Les manipulations génétiques,permettant d’implanter des gènes sélectionnés sur certaines espèces de plantes,ont ouvert la porte à une agriculture résistante aux contraintes climatiques. Pamela Ronald,biologiste américaine, a travaillé sur la métagénèse (croisement de gènes de plusieurs espèces) et a permis de créer une espèce de riz pouvant résister 18 jours inondée (grâce au gène sub1 qui rend le riz 3,5 fois plus résistant), une innovation particulièrement efficace face à la mousson en Inde.

Certaines espèces reviennent à jours, héritage des peuples primitifs possédant une agriculture bien loin de nos rouages modernes. L’Amaranthus, banni par les conquistadors, était une source très importante pour les Aztèques, elle est redécouverte aujourd’hui grâce à ses qualités nutritionnelles complètes et sa capacité à pousser dans des conditions climatiques différentes. La grenade, très implanté en Iran et dans le bassin méditerranéen, est parfaitement adaptée à des climats très secs. Très riche en vitamine C, antioxydants, manganèse et autres nutriments, a conféré à ce fruit une place importante dans les écrits de différentes cultures et religions. Ces deux plantes sont un exemple de la manière dont la nature a su contourner les contraintes. Ces cas parmi tant d’autres ont amené les scientifiques à se poser la question de l’eau dans l’agriculture moderne, de ses gaspillages et pertes dans les hectolitres utilisés aujourd’hui dans certaines régions.

Tout ceci nous amène à une réflexion finale : sommes-nous capables de développer une agriculture dans un environnement extraterrestre ?

Mars étant le prochain objectif des missions spatiales, un des enjeux sera d’apporter assez de produits alimentaires pour le voyage et pour les différentes missions sur le sol martien. Diverses expériences au NASA’s Kennedy Space Center ont simulé un “jardin martien”. Contrairement à un sol “terrien” qualifié d’organique (insectes, vers,éléments liés à la vie des plantes), Mars est recouverte de régolithe (roche volcanique) et possède des métaux lourds  (cadmium, plomb,mercure) pouvant être absorbés par la plante la rendant toxique. Les chercheurs ont utilisé 45 kilogrammes de sol Hawaïen choisis grâce à sa correspondance avec les données spectrales récupérées par les satellites orbitant autour de la planète rouge. Durant les recherches effectuées au centre de recherche technologique de Floride, 3 façon de cultiver on était testé en parallèle : dans la simulation du sol martien sans nutriments, avec nutriments et dans un terreau ordinaire. Pour 30 graines plantées seulement 15 se sont développées. En revanche, leurs racines ne sont pas aussi résistantes que les plants en terreau ordinaire. Il est important de noter que la fréquence de germination est de 2 ou 3 jours plus lentes. Ce qui pose de nouveaux enjeux concernant l’anticipation du cycle de la plante en “temps martien” et la gravité. Bien évidemment, des études plus approfondies doivent être menées pour régler la question des métaux lourds dans le sol et l’impact à long terme sur le corps humain.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SOURCES :

https://www.nasa.gov/audience/forstudents/postsecondary/features/F_Food_for_Space_Flight.html

https://books.google.fr/books?id=7znLAwAAQBAJ&pg=PA107&lpg=PA107&dq=food+optimisation+in+extreme+environments&source=bl&ots=M9eb63YxpX&sig=HW_oSG9oEMo9tFsQXCrHg3U7YAg&hl=fr&sa=X&ved=0ahUKEwiFlar9tvbQAhVJnRoKHe6DAZEQ6AEIYDAI#v=onepage&q=food%20optimisation%20in%20extreme%20environments&f=false

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0149763409000724

http://greenlifestyles.org/food-arid-climates/

http://www.nature.com/nature/journal/v409/n6823/full/4091092a0.html

http://spaceref.com/biology/learning-how-to-grow-plants-on-mars.html

Les commentaires sont clos.