Des pois chiches cultivés dans un sol lunaire simulé : une avancée vers l’agriculture sur la Lune

Les futures missions vers la Lune exigeront bien davantage que des fusées et des habitats. Les astronautes devront aussi disposer de solutions fiables pour produire de la nourriture dans un environnement dépourvu de sol naturel.

De nouveaux travaux indiquent que cet objectif pourrait être plus proche qu’on ne le pensait. Des scientifiques sont parvenus à faire pousser des pois chiches et à les récolter dans un simulant de sol lunaire, ce qui constitue la première fois que cette culture achève l’intégralité de son cycle de vie dans un matériau de type « lunaire ».

Cette avancée fait progresser l’agriculture spatiale au-delà des simples essais de germination et la rapproche de l’enjeu le plus complexe : obtenir des aliments réels lors de missions longues au-delà de la Terre.

Cultiver des pois chiches dans la poussière lunaire

Dans des pots à climat contrôlé remplis de simulant de sol lunaire, des plants de pois chiches ont atteint la maturité et produit des graines récoltables dans des mélanges dominés par une poussière semblable à celle de la Lune.

En menant ces cultures dans ces conditions, Sara Oliveira Santos, à l’University of Texas at Austin (UT Austin), a documenté la première récolte de pois chiches réussie à partir de ce matériau analogue lunaire.

La production de graines s’est maintenue tant que le simulant restait associé à des amendements organiques, y compris lorsque le substrat de culture contenait majoritairement de la poussière « lunaire ».

En revanche, un simulant utilisé seul a tout de même poussé les plantes au-delà de leurs capacités, ce qui fixe une limite que les chercheurs devront lever avant d’envisager une agriculture lunaire capable de fournir des denrées de façon fiable.

Pourquoi les pois chiches étaient un bon choix

Les pois chiches représentaient une culture pertinente à tester : ils sont riches en protéines, supportent des conditions difficiles, et demandent relativement peu d’eau et d’engrais pour se développer.

De nombreuses expériences de culture en contexte spatial se concentrent d’abord sur des légumes-feuilles, surtout utiles pour vérifier si des plantes peuvent survivre dans des environnements atypiques.

Les pois chiches constituent une épreuve plus exigeante, car il s’agit d’un aliment de base qui donne des graines comestibles, à l’image des cultures dont les humains dépendent pour leur nutrition quotidienne.

Les chercheurs ont également sélectionné une variété compacte appelée « Myles ». Son gabarit réduit la rend plus adaptée aux espaces de culture restreints, où chaque centimètre compte dans un vaisseau ou un habitat lunaire.

L’ensemble de ces caractéristiques fait des pois chiches un bon indicateur : ils permettent d’évaluer si, un jour, des astronautes pourraient produire sur la Lune une nourriture véritable - et pas seulement des plantes cultivées à titre expérimental.

Transformer la poussière lunaire en sol

À l’état brut, la « terre » lunaire est du régolithe - une roche pulvérisée et poussiéreuse qui recouvre la surface lunaire - et non un sol vivant. En l’absence de matière organique et de microbes indigènes, les racines peinent à accéder aux nutriments, tandis que des métaux réactifs peuvent accroître le stress chimique.

Pour rendre ce matériau plus favorable aux cultures, l’équipe a mélangé le simulant lunaire avec du lombricompost, un amendement riche en nutriments produit par les vers de terre.

Cet apport a aidé à nourrir les plantes et à assouplir le milieu de culture, atténuant certaines contraintes sévères qui empêchaient les pois chiches d’achever leur cycle de vie dans une poussière lunaire non amendée.

Avant le semis, l’équipe a aussi enrobé les graines avec des champignons mycorhiziens arbusculaires. Ces partenaires des racines échangent des nutriments avec la plante et étendent la portée du système racinaire dans le sol environnant.

Une fois installés sur les racines des pois chiches, ces champignons ont contribué à limiter l’entrée de métaux lourds dans la plante, tout en améliorant l’accès aux nutriments.

Grâce à ce soutien microbien, les plants inoculés ont produit des graines dans des mélanges contenant jusqu’à 75 pour cent de régolithe. Les plants non traités n’ont jamais franchi ce cap.

Cette association n’a pas fait disparaître toutes les difficultés liées à une culture dans un matériau lunaire, mais elle a nettement élargi la plage de conditions dans laquelle les pois chiches pouvaient continuer à se développer.

Limites de croissance dans un sol lunaire

Les problèmes sont apparus lorsque le régolithe a pris une place trop importante dans le pot. À mesure que la proportion de simulant lunaire augmentait, les plants de pois chiches devenaient jaunâtres, de petite taille et clairsemés.

Avec 100 pour cent de simulant, aucune plante n’est parvenue jusqu’à la floraison, malgré des conditions par ailleurs contrôlées en chambre de culture.

Le nombre de graines a aussi diminué à mesure que la part de matériau lunaire augmentait, même si les graines qui se formaient conservaient une taille stable. Ce signal met en évidence une limite clé : le système ne parvenait à préserver la reproduction que jusqu’à un certain point.

Malgré tout, l’apport des champignons restait quantifiable. Dans le simulant pur, les plants inoculés ont survécu environ deux semaines de plus que les pois chiches non traités.

Ce surcroît de survie suggère que les microbes ont absorbé une part du stress environnemental, plutôt que de se contenter d’accélérer la croissance initiale.

Une association fongique durable

Dans toutes les proportions de mélange, les champignons sont restés établis sur les racines, ce qui montre que l’association peut se maintenir même au sein d’un matériau très éloigné d’un sol terrestre.

Cette stabilité laisse penser qu’une seule inoculation pourrait continuer à aider les cultures lors de plantations ultérieures, même si l’étude n’a pas évalué plusieurs générations.

L’effet ne s’est pas limité à la plante : le système racines-champignons a également modifié la texture du simulant.

Les filaments fongiques et les exsudats racinaires ont contribué à lier des particules libres en agrégats, de petits amas qui renforcent la cohésion du « sol » sous contrainte.

Une structure plus robuste favorise la circulation de l’eau et réduit la tendance des poussières fines à s’affaisser ou à former une croûte après humidification. Sur la Lune, c’est un point crucial, car une poussière abrasive et adhérente peut encrasser les équipements et irriter les équipages.

Les astronautes peuvent-ils manger ces pois chiches ?

Le fait d’avoir récolté des graines de pois chiches ne répond pas à la question la plus importante pour les astronautes : sont-elles réellement sans danger à consommer ?

Les chercheurs doivent encore analyser ces graines afin d’évaluer leur valeur nutritionnelle et de déterminer si des métaux nocifs provenant du simulant de sol lunaire ont migré vers les parties comestibles de la plante.

« La recherche consiste à comprendre la viabilité de la culture de plantes sur la Lune », a déclaré Santos.

Tant que ces tests de sécurité n’auront pas été réalisés, ces pois chiches resteront une preuve de concept scientifique plutôt qu’une source alimentaire pour de futurs astronautes sur la Lune.

Cultiver pour les missions lunaires

La NASA a programmé Artemis II comme un survol lunaire habité de 10 jours pour avril 2026, ce qui marquera la première mission humaine vers la Lune depuis Apollo.

Des séjours plus longs demanderont autre chose que des repas conditionnés, et la NASA présente désormais Artemis comme une campagne lunaire durable destinée à préparer de futurs voyages vers Mars.

L’approvisionnement de ces missions pose un défi logistique majeur. Des systèmes capables de recycler des déchets en engrais et de mobiliser des microbes pourraient offrir une solution plus soutenable que le transport de chaque ressource depuis la Terre.

La même approche pourrait également être utile sur notre planète, où des sols appauvris ou contaminés créent des difficultés comparables.

Au fond, ces résultats indiquent qu’une agriculture lunaire fonctionnelle dépendra peut-être moins d’une chimie « à marche forcée » que de systèmes vivants assemblés avec soin.

Pour autant, plusieurs étapes restent nécessaires avant que des astronautes puissent cultiver de la nourriture de manière fiable au-delà de la Terre. Davantage de cycles de culture, des analyses des métaux et des essais à l’échelle d’un habitat devront combler l’écart entre des résultats prometteurs en laboratoire et une agriculture extraterrestre réellement opérationnelle.