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Strasbourg : du pipi de l'espace passé au crible du CNRS, dont celui de Thomas Pesquet

Thomas Pesquet, le 22 novembre 2016. / © ESA/NASA/AFP
Thomas Pesquet, le 22 novembre 2016. / © ESA/NASA/AFP

Les astronautes n'ont vraiment aucune intimité. Même leur urine est passée au crible. Thomas Pesquet, comme ses prédécesseurs, a ramené ses échantillons sur Terre. Et c'est une équipe du CNRS de Strasbourg qui mène ces recherches. Objectif: permettre les voyages spatiaux.

Par Daniel Gerner

Du pipi de Thomas Pesquet? D'un autre astronaute peut-être?  Audrey Bergouignan, chercheuse au CNRS à Strasbourg, en a pour toutes les nationalités dans ses frigos. Dix astronautes, allemands, japonais ou français, ont prêté leurs corps à ses recherches, et offert leurs échantillons à la science. "On devrait peut-être les revendre... Je ne connais pas le cours de l'urine d'astronaute, mais ça doit être intéressant." Pas la peine de tenter le coup, le pipi d'astronaute ne s'achète pas, c'est une blague évidemment! Enfin seulement la partie revente. Pour le reste, c'est très sérieux.

Tout ce qu'il y a de plus sérieux même. L'institut pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC) sur le campus de Cronenbourg à Strasbourg est une unité mixte de recherche, alliant chercheurs du CNRS et de l'université, dont le but est de varier les approches scientifiques. Et dans le cas présent, le laboratoire s'intéresse au métabolisme des astronautes et tente de quantifier les dépenses énergétiques en apesanteur.


De l'urine d'astronaute pour mesurer la dépense d'énergie

Comme tout ce qui concerne l'espace et la station internationale, les projets de recherche sont nombreux, les heureux élus peu nombreux et sélectionnés avec soin. "Pour nous le processus de sélection a débuté en 2006, explique Audrey Bergouignan. Et une fois notre projet retenu par l'ESA a commencé une longue négociation entre les différentes équipes de chercheurs: tout le monde veut avoir un maximum de «temps-astronaute»." Comprendre: de se voir accorder quelques minutes du précieux temps des astronautes pour effectuer des expériences. "Un jour, on a même eu cinq heures de Thomas Pesquet rien que pour nous!" Voilà une chercheuse heureuse.
 
Audrey Bergouignan expose quelques uns de ses échantillons. Ne pas se tromper de frigidaire. Celui-là, c'est celui des échantillons. / © Daniel Gerner / France 3 Alsace
Audrey Bergouignan expose quelques uns de ses échantillons. Ne pas se tromper de frigidaire. Celui-là, c'est celui des échantillons. / © Daniel Gerner / France 3 Alsace
Un échantillon. Après filtration, l'urine, ce n'est plus que de l'eau claire. / © Daniel Gerner / France 3 Alsace
Un échantillon. Après filtration, l'urine, ce n'est plus que de l'eau claire. / © Daniel Gerner / France 3 Alsace

Il faut dire qu'Audrey Bergouignan n'en avait pas qu'après les urines de Thomas Pesquet &Co. Pour quantifier l'énergie dépensée par le corps humain en apesanteur, les chercheurs font ingurgiter une eau (H2O) marquée avec un isotope stable (non-radioactif). Ils mesurent ensuite les quantités de particules d'hydrogène (H) et d'oxygène (O) rejetées par le corps. En vol, les astronautes se sont donc pliés à l'exercice du masque respiratoire (voir la vidéo de Thomas Pesquet, ci-dessous). Car dans l'air exhalé il y a aussi de l'H et de l'O, de l'oxygène (O2) ou du dioxyde de carbone (CO2) entre autres. Les échantillons d'urine, eux sont ramenés sur Terre, et envoyés congelés à Strasbourg. L'urine est ensuite filtrée (seule l'eau intéresse les chercheurs, H2O, vous vous rappelez ?) et analysée au spectromètre de masse, puis stockée (les frigos ?). Tout le monde suit ?

Tout cela a bien sûr un coût: le verre d'eau marquée vaut bien deux ou trois godets de Château Pétrus, et on ne connaît pas le cours du "temps-astronaute", mais il doit bien être sensiblement plus élevé que celui de l'urine. Pour autant, les retombées économiques de ces recherches sont énormes. Sur Terre comme dans l'espace. Pour un voyage vers Mars (trois ans l'aller-retour), il faudrait embarquer, entre autres choses, plus de vingt tonnes de nourriture pour un équipage de six ou sept personnes. Or, pour l'instant, la facture est plutôt salée. Compter 10.000 euros les 500 grammes d'aliments déshydratés. Le calcul donne le vertige, et pourtant, à ce prix-là, ce n'est pas du caviar. Petit détail: il s'agit d'une question de vie ou de mort pour les équipages des futurs voyages spatiaux. Couper le coûts peut coûter la vie. Un arbitrage délicat.
 

D'autant que s'il y a bien une constante depuis que l'être humain fréquente l'espace, c'est que l'astronaute perd énormément de poids, cinq à dix kilos en quelques semaines. Les autres altérations liées à l'apesanteur sont également connues: perte de masse musculaire, affaiblissement cardio-vasculaire et immunitaire (un astronaute sur deux tombe malade) et pertes de repères. Et depuis cinquante ans, les réponses apportées sont insatisfaisantes : compléments alimentaires, médicaments et sport. Nous avons tous à l'esprit cette image de l'astronaute luttant pour entretenir son corps en pédalant comme un forcené en apesanteur. Le programme de recherche de l'IPHC, "Adaptation physiologique à la gravité et santé", cherche à quantifier et optimiser les besoins énergétiques. Et démontrerait que le remède choisi fait peut-être plus de mal que de bien. Le problème, c'est que cette activité sportive n'est pas compensée dans l'espace par un surplus d'alimentation, comme elle le serait sur Terre. Or, quand on le laisse tranquille, l'astronaute dépense nettement moins d'énergie, et perd moins de poids. Le sport à outrance tue. Le pipi ne ment pas.


Des enjeux de santé publique

Ne rien faire pour enrayer la perte de poids, là où sur Terre vous avez l'impression de suer sang et eau avant de perdre quelques grammes. La nature est mal faite. Mais peut-être les prochains régimes minceurs imposeront-ils une cure de quinze jours dans l'espace. En attendant, les équipes de l'IPHC s'intéressent aux différences de consommation énergétique entre les types de populations, en plus des astronautes, comme des femmes sédentaires du pôle nord, des populations nomades à la frontière du Sahel ou des employés d'entreprises américaines, pour identifier l'impact sur la santé d'une activité ou non-activité physique régulière. Et le verdict sur Terre est bien moins favorable aux paresseux (oui vous, derrière l'écran): le manque d'activité physique nous tue à petit feu. Obésité, cancers, dépressions: les maux imputables à la sédentarisation de nos sociétés seraient la quatrième cause de mortalité dans le monde (et même la deuxième aux États-Unis).

Comme toutes les bonnes choses ont une fin, les chercheurs de Strasbourg ne recevront plus de pipi spatial: après plus de dix ans, la source s'est tari, il faut faire de la place aux nouveaux projets. Les résultats seront publiés dans les mois à venir dans les revues scientifiques. Et n'insistez plus. Les fioles ne sont pas à vendre. Il faudra trouver un autre moyen de goûter aux joies de la conquête spatiale.
Le spectromètre de masse à rapport isotopique permet "de mesurer l'abondance relative des différents isotopes d'un même élément chimique dans un échantillon donné" (d'après Wikipedia). / © Daniel Gerner / France 3 Alsace
Le spectromètre de masse à rapport isotopique permet "de mesurer l'abondance relative des différents isotopes d'un même élément chimique dans un échantillon donné" (d'après Wikipedia). / © Daniel Gerner / France 3 Alsace
 
Un pique-nique sur Mars, ce n'est pas pour tout de suite. Il faut prévoir un peu à l'avance. / © Daniel Gerner / France 3 Alsace
Un pique-nique sur Mars, ce n'est pas pour tout de suite. Il faut prévoir un peu à l'avance. / © Daniel Gerner / France 3 Alsace
Les neuf astronautes ayant participé aux missions en vol et aux expériences de l'IPHC. Un dixième astronaute a servi de "test" au sol. / © Daniel Gerner / France 3 Alsace
Les neuf astronautes ayant participé aux missions en vol et aux expériences de l'IPHC. Un dixième astronaute a servi de "test" au sol. / © Daniel Gerner / France 3 Alsace

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