Un engrais à base de cyanobactéries permet de cultiver des plantes sur Mars

L'engrais est basé sur des cyanobactéries, également connues sous le nom d'algues bleues. Elles possèdent plusieurs propriétés qui les rendent particulièrement adaptées à une utilisation sur la planète rouge : Elles peuvent utiliser le dioxyde de carbone de l'atmosphère martienne, produire de l'oxygène et extraire des nutriments importants directement de la poussière martienne.

Les cyanobactéries ont été cultivées avec des ressources martiennes simulées, notamment un régolithe produit artificiellement qui imite la poussière martienne. Les cyanobactéries sont ensuite converties en un produit de fermentation riche en nutriments. Cette opération est réalisée par des microbes dans le cadre d'un processus de fermentation anaérobie - sans oxygène et en utilisant uniquement des matériaux potentiellement disponibles sur place.

Dans l'étude récemment publiée dans la revue Chemical engineering, les chercheurs ont cherché à optimiser le processus de fermentation. Le chauffage de la biomasse avant le traitement a permis une décomposition plus rapide, tandis qu'une température de fonctionnement de 35 degrés Celsius s'est avérée idéale pour le processus de fermentation. En outre, le rapport entre la quantité de biomasse utilisée et le rendement en ammonium a été déterminé. Ce rapport est important car il permet de déterminer la quantité de biomasse cyanobactérienne à ajouter pour obtenir la bonne concentration d'ammonium dans l'engrais. Un simulant de poussière de Mars (MGS-1) a été utilisé comme principale source de nutriments minéraux, montrant que la fermentation peut être réalisée avec des ressources locales.

L'engrais obtenu a été utilisé pour faire pousser des lentilles d'eau (Lemna sp.), une plante aquatique à croissance rapide et riche en protéines qui est consommée comme aliment en Asie du Sud-Est depuis des siècles. Fait particulièrement remarquable : À partir d'un seul gramme de cyanobactéries sèches, on a obtenu 27 grammes de masse végétale fraîche et comestible.

Perspectives pour les futures missions martiennes

"On peut imaginer un potager sur Mars fonctionnant entièrement à partir de ressources locales, sans apport de terre, d'engrais ou d'eau", explique Tiago Ramalho, de l'université de Brême. "Cette autosuffisance est importante pour rendre les futures colonies martiennes aussi durables que possible !

Lemna spp. a un grand potentiel au-delà des missions spatiales : elle pousse rapidement, est riche en nutriments, facile à cultiver et entièrement comestible. Elle est déjà approuvée en tant qu'aliment dans l'UE et est considérée comme un candidat au titre de superaliment durable du futur, sur Terre comme dans l'espace.

Outre la production alimentaire, le système présente un autre avantage : le processus produit du méthane, qui peut être utilisé comme source d'énergie.

"Ce travail montre comment les plantes pourraient être cultivées à partir de ressources naturelles sur Mars, en utilisant des microbes comme intermédiaires. Il peut également servir de base à une production alimentaire durable sur place", déclare le professeur Cyprien Verseux, directeur du Laboratoire de microbiologie spatiale appliquée du ZARM.