Cultiver ses fraises sur Mars.

La production de végétaux comestibles, en attendant celle de protéines animales, sera pour un établissement humain sur Mars, une étape très importante à franchir puisqu’elle sera une des conditions essentielles des missions habitées de durée plus longue qu’un cycle de 30 mois (2 fois six mois de voyage et 18 mois de séjour).

Comme toute activité sur Mars, elle pose les problèmes de masse, de volume et d’adaptation aux conditions locales. En ce qui concerne les masses et les volumes, les contraintes sont claires, le « moins » est le « mieux » mais bien sûr le « moins » doit cependant être suffisant pour une quantité d’aliments significatifs (idéalement pouvant permettre l’autosuffisance). En ce qui concerne les conditions locales on constate, du côté positif, que Mars procure une gravité minimum (0.38g) qui permet à l’eau de couler et peut donner une orientation aux plantes dans leur croissance ; qu’il y a abondance de gaz carbonique nécessaire à la photosynthèse, qu’on peut extraire de l’eau du sol ; que le sol devrait par ailleurs contenir les minéraux essentiels à la nutrition. Du côté négatif, la pression moyenne de 611 pascals est évidemment insuffisante ; les variations de température sont trop amples et les minimum trop bas ; le sol martien manque totalement d’éléments organiques ; les sels de perchlorates y sont omniprésents ; l’ensoleillement serait suffisant dans la région intertropicale pendant l’été boréal (bien que l’irradiance soit inférieure de moitié à celle de la Terre) mais le risque de longues périodes de très faible luminosité (tempêtes de poussière) est toujours prégnant ; enfin les radiations solaires et galactiques peuvent causer des dégâts considérables à tout moment.

Pour répondre à ces contraintes, il faut mettre en place des cultures sous serre pressurisée et chauffée dans laquelle l’accès direct aux rayonnements solaires (et galactiques) doit être évité. Il faut aussi, pour répondre aux contraintes de masse (structure de la serre) et à leurs corollaires de volume (volume de la serre), imaginer une utilisation très dense de la surface cultivable et du volume laissé au développement des plantes, ainsi que la rotation rapide des cycles de culture. L’absence de matière organique et les qualités incertaines du sol doivent être prises en compte en choisissant, au début du moins, une alimentation par hydroponie afin de donner aux plantes tous les nutriments dont elles ont besoin mais uniquement ceux-ci. Compte tenu de la promiscuité qui sera imposée aux plantes, il faut par ailleurs, pour éviter la propagation des pathologies phytosanitaires, prévoir des compartiments permettant d’isoler chaque culture ou même de segmenter une même culture. Pour la même raison, il faut privilégier l’utilisation des robots plutôt que l’action (ou les « promenades ») de l’homme. De toute façon la main d’œuvre étant ce qu’il y aura de plus rare dans une base martienne, les hommes ne pourront s’astreindre à une obligation permanente de jardinage.

Les contraintes connues, comment y faire face ?

Il n’est pas question comme Marc Whitney dans le film « Seul sur Mars », de prendre du sol martien, d’y mélanger des excréments et d’y faire pousser des pommes de terre. Soyons sérieux !

On imagine bien des modules cylindriques ou sphèriques dont la pression interne pourrait être nettement inférieure à 1 bar (0,5 ?) et dont l’atmosphère pourrait être sensiblement plus riche en gaz carbonique que ceux réservés à l’habitation. Ces serres seraient chauffées à une température variable et modulée selon les cultures. Les cultures devraient être étagées sur rayonnages de façon à occuper au maximum le volume. Pour contrôler au mieux l’état sanitaire, l’alimentation se ferait sur support artificiel par hydroponie. Pour isoler les cultures du quasi vide extérieur et faire écran aux radiations, on peut envisager une coque constituée de poches de glace d’eau maintenue entre deux bâches d’ETFE (éthylène tétrafluoroéthylène – C4H4F4-, matériau semi-cristallin transparent, souple, auquel on peut donner forme par injections). Ces bâches seraient maintenues en forme cylindrique ou sphérique simplement par le différentiel de pression intérieur / extérieur ou, comme le préconise Fabulous, société de conseil en impression 3D pour le projet SFERO, être tenues par une structure en fer martien imprimée.

Une société singapourienne, « Skygreens », créée en 2011 par Jack Ng, présente un exemple de ce que la technologie agricole ainsi que de ce que l’utilisation en densité et volume pourraient être. Selon ses propres brevets (déposés par Sky Greens Vertical Farming System), elle produit aujourd’hui des légumes pour les habitants de Singapour dans une des tours de cette ville. Elle travaille sur sol épandu dans des bacs qui effectuent une noria verticale entre un réservoir d’eau et la lumière solaire en utilisant un principe de différence de gravité, basé sur l’évaporation. Le résultat est spectaculaire tant au point de vue visuel (voir « image à la une ») que du rendement (la société annonce que par unité de surface, il serait au moins 10 fois supérieurs à celui de cultures horizontales). On peut très bien concevoir la transposition de ce principe sur Mars.

Pour commencer à étudier cette transposition, pourquoi ne pas créer une serre expérimentale près d’une cabane très fréquentée de nos montagnes suisses, analogue à ce que pourrait être une serre martienne ? Skygreens serait prête à nous accompagner. Les légumes seraient vendus aux randonneurs et visiteurs de la cabane et on y étudierait toutes les technologies nécessaires à un fonctionnement optimal.

Lien : http://www.skygreens.com/

Image à la une : Photo Sky Urban Solutions, Singapore.

Pierre Brisson

Pierre Brisson

Pierre Brisson, président de la Mars Society Switzerland, membre du comité directeur de l'Association Planète Mars (France), économiste de formation (Uni.of Virginia), ancien banquier d'entreprises de profession, planétologue depuis toujours.

5 réponses à “Cultiver ses fraises sur Mars.

    1. Tout à fait, Mars pourrait prochainement être habitée par des humains. Il y a deux conditions à cela, la première c’est de le vouloir, collectivement, et la deuxième c’est d’envisager la vie dans des bulles où les conditions environnementales seraient maintenues de façon adéquates (voir les posts sur “MELiSSA”)

  1. bonjour, nous somme trois élèves du lycée François premier à Fontainebleau. Nous devons réaliser un travail de recherche dont la problématique est ” peut-on faire pousser des fraises sur Mars?”. Auriez-vous une idée d’expérience à réaliser chez nous pour obtenir des conditions similaires à celles de Mars.

    Cordialement.

    1. Les conditions existantes sur Mars sont très difficiles à reproduire sur Terre! La pression atmosphérique pourrait être inférieure à celle dont nous bénéficions au niveau de la mer; le mélange gazeux de l’atmosphère pourrait être également différent (plus de gaz carbonique); la lumière pourrait être insuffisante et il faudrait donc, du moins pour certaines cultures et à certaines saisons ou pendant les tempêtes de poussière, un éclairage artificiel complémentaire. Par contre l’exiguïté de la serre pourrait être reproduit (il faudra faire pousser le maximum de masse comestible dans le minimum de volume). Egalement, il faudra se méfier de la composition du sol martien (danger notamment des perchlorates, omniprésents en surface) et prévoir donc une alimentation par hydroponie ou même par ultraponie, plutôt qu’une culture plein sol. C’est peut-être sur ce point que vous pourriez travailler: faire pousser des fraises aussi densément que possible (bacs superposés avec éclairage renvoyé sur les bacs inférieurs par un système de miroirs), avec un système d’hydroponie.

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