Test de surfaces antibactériennes sur la Station spatiale internationale

Le 5 juin, une fusée SpaceX Falcon 9 s’est envolé vers la Station spatiale internationale avec de nouvelles fournitures, y compris du matériel pour la recherche scientifique. Parmi les nouveaux engins scientifiques arrivés à l’ISS figurent quatre tablettes recouvertes de films extrêmement fins qui pourraient jouer un rôle crucial dans le développement de matériaux pour les futurs vols spatiaux habités.

L’expérimentation de ces films innovants, développés par le Commissariat à l’énergie atomique et renouvelable (CEA), s’inscrit dans un projet en cours visant à développer des matériaux antibactériens pour les habitats spatiaux.

« MATISS (Microbial Aerosol Tethering on Innovative Surfaces in the International Space Station) consiste à exposer ces tablettes dans les environnements de l’ISS pendant une longue période afin de collecter les bactéries qui s’y déposent. Ces comprimés sont ensuite renvoyés dans nos laboratoires pour mesurer le niveau de biocontamination », explique le chef de projet Sébastien Rouquette de l’agence spatiale française CNES.

Un nombre surprenant de microbes

L’ISS étant à 400 km au-dessus de la Terre dans un quasi-vide, on pourrait s’attendre à ce qu’elle ait un environnement stérile. Or, selon Guillaume Nonglaton du CEA, grâce à la présence constante d’astronautes, l’ISS regorge de bactéries et de champignons.

“Ce sont principalement des bactéries humaines [exhaled] par les astronautes. Bien qu’elles ne soient pas toxiques, les bactéries peuvent causer des problèmes de santé ainsi que la dégradation des matériaux et de l’électronique si elles s’accumulent pour former des biofilms. Comme la gravité est très faible dans l’ISS, les microgouttelettes contenant des bactéries volent pendant un certain temps avant de se fixer sur différentes surfaces », a-t-il déclaré.

Le projet MATISS a été lancé en 2016 et la première série d’expériences a servi de preuve de concept. « Beaucoup de choses ont évolué au cours des sept dernières années, notamment dans les matériaux et les conceptions de surface ainsi que dans les techniques d’analyse en laboratoire. Auparavant, nous n’utilisions que la microscopie optique. Maintenant, nous allons également utiliser la spectroscopie de fluorescence X », a déclaré Laurence Lemelle de l’Ecole Normale Supérieure de Lyon, qui est la chercheuse principale de l’expérience.

Pour la mission à venir, des tablettes de verre recouvertes de surfaces antibactériennes ont été placées dans quatre supports mesurant chacun 8 × 8 × 1,5 cm. Chaque support dispose de six fenêtres où les surfaces intelligentes sont exposées à l’environnement de l’ISS.

Selon Lemelle, le support a été conçu pour minimiser le risque posé par cette expérience. “Nous devons éviter la rupture de la lamelle de verre, qui peut être très dangereuse pour les astronautes de la Station spatiale”, a-t-elle déclaré.

Exposition longue

Lemelle a ajouté que pour les expériences antérieures où les résultats étaient analysés par microscopie optique, ils utilisaient des feuilles de verre ordinaires. Cependant, pour l’expérience à venir, qui sera soumise à une analyse spectroscopique, les feuilles sont en verre pur. “C’est du verre de noticias fait de silice pure”, a-t-elle déclaré.

Pour la nouvelle série d’expériences, trois surfaces différentes seront testées. L’un aura des propriétés hydrophobes ; le second est hydrophile, tandis que le troisième est recouvert de peptides antibactériens. Selon la Rouquette, à l’image de l’expérience actuellement en cours sur l’ISS, deux des quatre porteurs qui seront envoyés en juin seront exposés pendant huit mois, et les deux autres pendant 16 mois.

Rouquette a déclaré que l’expérience de juin sera la dernière de cette série. « Au cours des sept dernières années environ, nous avons acquis une bonne connaissance de l’environnement dans l’ISS et de la manière d’attraper et d’observer les particules. Nous allons maintenant chercher à développer des surfaces de test et des prototypes de matériel qui pourraient être utilisés dans les engins spatiaux », a-t-il déclaré. “Notre objectif final est de construire des surfaces actives qui non seulement protégeraient les astronautes, mais les aideraient également à réduire le temps nécessaire au nettoyage des surfaces.”

Outre les sorties dans l’espace, la maintenance du matériel et la conduite d’expériences, la propreté de l’ISS fait partie intégrante des activités des astronautes. Selon Rouquette, chaque samedi, les astronautes passent des heures à nettoyer leurs modules, à jeter les déchets et à utiliser des produits tels que des détergents et des lingettes pour nettoyer les surfaces.

Lemelle dit que les matériaux antibactériens développés dans le cadre du projet MATISS résoudront un autre problème. « Dans des structures comme la station spatiale, il y a beaucoup d’instrumentation. Cette instrumentation est stockée dans d’immenses racks, qui peuvent être difficiles à déplacer. L’un de nos objectifs est d’avoir des surfaces antibactériennes dans les régions qui ne peuvent pas être nettoyées », a déclaré Lemelle.

Dhananjay Khadilkar est un journaliste basé à Paris.