Comment des levures pourraient permettre aux astronautes de fabriquer des objets à partir de leur urine
La surcharge ou le suremballage n’est pas une option viable pour les voyages dans l’espace, même pour des périples plus longs comme une éventuelle mission vers Mars. Il n’y a pas assez de place pour transporter tout un tas de pièces de rechange au cas où… et certains nutriments essentiels n’ont pas une durée de vie suffisante. Désormais, des chercheurs utilisent des microorganismes pour résoudre ces deux problèmes, en les ingéniant à produire des nutriments et des plastiques imprimables en 3D à partir des déchets humains.
Un futur et hypothétique voyage vers Mars sera rempli d’obstacles et la NASA se prépare déjà à les surmonter. Les astronautes de la Station Spatiale Internationale (ISS) bénéficient de navettes de fret régulières pour les réapprovisionner, mais un équipage en direction de la planète rouge devra être autosuffisant, soit en transportant ce dont il a besoin, soit en produisant ce qu’il peut au cours de son périple et à son arrivée.
Selon Mark Blenner, responsable de la recherche sur le nouveau projet :
Si les astronautes réalisent des voyages qui dureront plusieurs années, nous devrons trouver un moyen de réutiliser et de recycler tout ce qu’ils apportent avec eux. L’économie d’atomes deviendra vraiment importante. Avoir un système biologique que les astronautes peuvent sortir d’un état dormant pour commencer à produire ce dont ils ont besoin, quand ils en ont besoin, est la motivation de notre projet.
L’impression 3D s’avère déjà inestimable pour fabriquer à la demande des pièces dans l’espace . Bien sûr, la matière première doit être présente, mais au moins elle peut être façonnée en tout élément nécessaire, plutôt que de transporter chaque pièce de rechange, type de vis et d’outil au cas où l’un d’entre eux venait à casser. Mais ce plastique est une ressource finie qui devra également être réapprovisionnée à un moment donné pendant le voyage.
L’équipe de Blenner a développé un moyen de recycler les déchets en des matériaux utiles en utilisant une espèce de levure appelée Yarrowia lipolytica. Ce microorganisme se nourrit d’azote et de carbone et les chercheurs ont constaté que les déchets humains peuvent fournir ces deux éléments. L’urine contient de l’urée qui, à son tour, contient de l’azote et le carbone peut être issu du CO2 que les astronautes exhalent, ou même de l’air martien.
La levure peut être conçue pour rejeter différents produits finaux. Une souche a produit des monomères, puis les a reliés pour fabriquer des polymères de polyester, qui peuvent ensuite être utilisés pour imprimer en 3D de nouvelles pièces. Une autre souche a produit des acides gras oméga-3, un nutriment essentiel à la courte durée de vie.
Pour l’instant, la levure n’en produit pas beaucoup, mais les chercheurs travaillent à l’amélioration de la production. Ils modifient également les microorganismes produisant des plastiques afin qu’ils puissent fabriquer différents types de polymères à différentes fins.
Présentation de la découverte par l’American Chemical Society via PBS :
Les chercheurs ont présenté leurs travaux cette semaine au 254th National Meeting and Exposition of the American Chemical Society (ACS) et décrits sur le site de l’American Chemical Society : Turning human waste into plastic, nutrients could aid long-distance space travel (video)