Obsession pour Mars: Comment des bactéries peuvent transformer le régolithe en béton
Mars est devenu une obsession. Des missions comme celles dirigées par SpaceX en témoignent, et la vérité est que s’y rendre est la partie „facile“. La véritable difficulté réside dans le terraforming de la planète pour pouvoir réaliser des missions de longue durée sur le terrain. Dans le film ‚The Martian‘, nous avons déjà vu comment un astronaute survit sur Mars en cultivant des pommes de terre, et bien que cela semble de la science-fiction, nous avançons dans cette direction. Mais nous avons également besoin de construire, et le meilleur moyen est d’utiliser la poussière martienne pour créer des briques.
Comment? Grâce à deux bactéries.
La biocimentation. La Lune et Mars sont recouvertes de poussière. Ce manteau est composé d’une série d’éléments que nous pouvons utiliser à notre avantage pour créer des matériaux de construction. Il est beaucoup plus simple d’imaginer comment transformer ces matériaux en quelque chose d’utile que de transporter des tonnes de matériaux depuis la Terre. Un étude récente aborde ce problème en décrivant le processus de transformation du régolithe martien en un matériau similaire au béton.
Bactéries bâtisseuses
Les protagonistes sont la Sporosarcina pasteurii et la Choococcidiopsis. Le processus clé de cette technologie est la ‚précipitation de carbonate de calcium induite par des microorganismes‘, un processus par lequel les microorganismes génèrent du carbonate de calcium à température ambiante. Dans le cas de la Sporosarcina pasteurii, le processus repose sur l’uréolyse. Ainsi, la bactérie produit une enzyme, l’uréase, qui hydrolyse l’urée en ammoniac et en acide carbonique.
Lorsque ce dernier se libère, il augmente le pH de l’environnement, tandis que l’acide carbonique se dissocie en ions carbonate. Lorsqu’ils se combinent avec les ions calcium présents, ils précipitent en tant que cristaux de carbonate de calcium sur les membranes cellulaires bactériennes et sur les particules de sol. En d’autres termes, ils génèrent un résidu qui agit comme un ciment naturel unissant les particules du régolithe martien, transformant la poussière naturellement lâche en un matériau compact avec des résistances à la compression similaires à certaines mélanges de béton.
Résistance exceptionnelle
D’un autre côté se trouve la Choococcidiopsis, l’un des organismes les plus résistants connus, capable de survivre dans des conditions simulant l’environnement martien. Une mission de l’Agence Spatiale Européenne a démontré que des souches de cette bactérie exposées au vide spatial et à la radiation solaire pendant 18 mois étaient intactes. Une fois réhydratées, elles reprenaient leurs activités métaboliques.
Cela est essentiel, car nous avons déjà „testé“ les Choococcidiopsis dans l’espace. Son rôle dans cette histoire n’est pas de transformer le régolithe en béton, mais plutôt d’apporter une protection en raison de sa résistance extrême. Les chercheurs proposent une association entre les deux bactéries, où la Choococcidiopsis libère de l’oxygène, créant un microenvironnement favorable à ce que la Sporosarcina pasteurii fasse son travail.
Un arsenal défensif
En d’autres termes, pendant que l’une travaille, l’autre fournit de la nourriture et de la défense. L’arsenal défensif de la Choococcidiopsis est impressionnant. Elle possède trois lignes de défense majeures : une couche épaisse formée de substances polymériques extracellulaires qui filtrent la radiation UVA, UVM et UVC, des antioxydants qui agissent comme des photoprotecteurs, et des filtres UV. De plus, la Choococcidiopsis est capable de réparer son ADN si ce dernier est endommagé par des radiations.
Au-delà de la construction
Alors que nous continuons à progresser, le chemin reste encore long. Il ne suffit pas de construire sur Mars; il faut également se poser la question de la manière dont ces pionniers reviendront. Les chercheurs ont montré que nous pouvons transformer du matériel martien en matériau de construction, mais il reste encore beaucoup à faire, comme recréer les conditions martiennes sur Terre pour optimiser ces processus. Des découvertes comme celle du travail conjoint de ces bactéries pourraient non seulement apporter des innovations dans le domaine de la construction, mais également des possibilités d’utilisation de certaines d’entre elles pour produire de l’oxygène ou utiliser les sous-produits comme éléments de cultures dans l’espace.
