À travers le programme MELiSSA, l’Agence Spatiale Européenne travaille à la conception d’un système biologique circulaire, destiné à régénérer les ressources vitales nécessaires aux missions spatiales de longue durée. Au-delà des enjeux d’exploration spatiale, ce projet contribue également au développement de solutions innovantes pour relever les défis environnementaux et de gestion des ressources sur Terre.
Un projet européen pour l’autonomie spatiale
Les missions spatiales habitées de longue durée posent des défis logistiques majeurs, notamment en matière d’alimentation et de gestion des ressources. C’est dans ce contexte qu’a émergé le programme MELiSSA (Micro-Ecological Life Support System Alternative), porté par l’Agence Spatiale Européenne (ESA) et la fondation associée.
Son objectif est clair : concevoir un système de support de vie en boucle fermée, capable de transformer les déchets produits par l’équipage (urine, dioxyde de carbone, matières fécales ou résidus organiques) en ressources essentielles réutilisables.
Le programme mobilise une cinquantaine d’équipes issues de quatorze pays. Sa gouvernance repose sur un noyau de quinze partenaires stratégiques, dont l’ESA et la Fondation MELiSSA, qui en assurent le pilotage et la coordination.
L’ingénierie du recyclage biologique
La transformation des déchets en ressources vitales repose sur l’utilisation de procédés (i.e. bioréacteurs, membrane, serres, etc.). D’abord très complexes et hétérogènes, ces déchets sont dégradés par des enzymes bactériennes à 55°C, un régime thermophile qui limite la prolifération des agents pathogènes.
Ce processus produit principalement des acides gras et de l’ammonium, ensuite transformés en nitrates, dioxyde de carbone, phosphates et sulfates ; autant d’éléments indispensables à la photosynthèse. Ces composés permettent ainsi le développement de cultures végétales destinées à l’alimentation de l’équipage, ainsi que la production de protéines issues de micro-organismes.
La validation de cette approche repose sur deux axes complémentaires. D’une part, les briques technologiques sont testées en conditions spatiales afin d’évaluer leur comportement en microgravité et sous rayonnements, des contraintes clés pour leur intégration future. D’autre part, des expérimentations au sol consistent à assembler ces briques et à les faire fonctionner en continu pendant plusieurs mois, dans le but d’optimiser les performances dans la durée.
Si chaque étape atteint des rendements proches de 80%, l’accumulation des pertes impose néanmoins un travail d’optimisation et de contrôle approfondi pour assurer stabilité, robustesse et continuité du système sur le long terme.
Des retombées terrestres
En 2005, les partenaires du programme MELiSSA ouvrent leurs recherches aux applications terrestres. Leur conviction est simple : les technologies imaginées pour l’exploration spatiale peuvent apporter des réponses concrètes aux grands enjeux sur Terre.
Cette vision donne naissance à de nombreuses innovations dans des domaines aussi variés que le traitement de l’eau et des effluents, la maîtrise des risques microbiologiques, la production alimentaire ou encore l’économie circulaire. Un cercle vertueux s’installe alors. Les avancées issues du spatial alimentent les innovations terrestres, tandis que les besoins rencontrés sur Terre enrichissent les recherches menées pour l’espace.
Un des exemples phares de cette dynamique est la collaboration avec bioMérieux. Motivé par la nécessité de surveiller les risques sanitaires liés à l’utilisation de bactéries dans les systèmes de recyclage des déchets en environnement spatial, ce partenariat a conduit au développement d’un outil capable de détecter et d’identifier rapidement des micro-organismes pathogènes, la technologie BioFire®. Bien au-delà de son objectif initial, cette innovation s’est révélée déterminante lors de la pandémie de Covid-19, devenant l’une des premières solutions de détection déployées à grande échelle.
Inspirer les générations futures
Au-delà de ses avancées scientifiques et technologiques, le programme MELiSSA constitue un puissant levier de sensibilisation et de formation.
À la croisée des sciences du vivant, de la chimie, de la physique, des mathématiques et des sciences de l’ingénieur, son approche interdisciplinaire en fait un cadre pédagogique particulièrement stimulant pour les scientifiques de demain. Des actions de médiation et d’enseignement sont ainsi déployées, de l’école primaire à l’enseignement supérieur, contribuant à la diffusion des connaissances, à l’ouverture interculturelle et à l’émergence de nouvelles vocations.
Dans un contexte marqué par l’urgence des enjeux environnementaux, MELiSSA suscite par ailleurs un intérêt croissant, en particulier auprès des jeunes générations. En proposant des solutions innovantes aux défis liés à la gestion des ressources, au recyclage et à la durabilité, le programme constitue un support privilégié pour sensibiliser aux grands enjeux environnementaux et technologiques, tout en encourageant les carrières scientifiques.
https://www.melissafoundation.org
J S. Lopes
© La Gazette du Laboratoire
