Sur les murs d’un réacteur nucléaire éventré, là où l’être humain ne peut pas rester plus de quelques minutes, une moisissure noire prospère. Elle ne fuit pas la radioactivité. Elle semble même s’en approcher. Cette curiosité de laboratoire intéresse aujourd’hui les agences spatiales, qui cherchent un moyen de protéger les équipages des futures missions vers la Lune et Mars, au moment même où d’autres innovations comme cet avion géant conçu pour lancer des satellites en orbite transforment aussi l’accès à l’espace.
Un champignon qui pourrait révolutionner l’exploration spatiale
La réponse tient en une phrase : le champignon en question s’appelle Cladosporium sphaerospermum, il est bourré de mélanine, et cette molécule absorbe une partie des rayonnements ionisants. En orbite, des chercheurs ont constaté qu’une fine couche de ce mycète atténuait légèrement les radiations qui la traversaient. L’idée : cultiver un bouclier vivant, capable de se réparer et de se multiplier.
Le principal danger d’un voyage vers Mars n’est pas seulement la durée ou l’isolement. Hors de la protection du champ magnétique terrestre, les astronautes reçoivent en continu des rayons cosmiques et des particules solaires. Ces rayonnements cosmiques abîment l’ADN, augmentent le risque de cancer et menacent le système nerveux. Les boucliers classiques en métal sont lourds, donc coûteux à envoyer dans l’espace.
La découverte étonnante dans le réacteur de Tchernobyl
Après l’explosion de 1986, la zone autour de Tchernobyl a été abandonnée, un peu comme en France où le démantèlement du réacteur nucléaire de Fessenheim et ses 405 000 tonnes de déchets rappelle la lourdeur de gérer un site radioactif après son arrêt. En 1991, la microbiologiste Nelli Zhdanova a repéré des colonies sombres qui tapissaient les parois du réacteur numéro 4. Des robots ont ensuite prélevé des échantillons dans les zones les plus contaminées, où les niveaux de radioactivité étaient bien supérieurs à la normale.
L’analyse a révélé plusieurs espèces de champignons noirs, dont Cladosporium sphaerospermum. Elles ont un point commun : des cellules gorgées de pigment sombre. Plus étonnant, certaines colonies poussaient en direction des particules radioactives, comme des plantes se tournent vers la lumière. Les chercheurs ont parlé de radiotropisme, un comportement qui a valu à ces organismes le nom de mycètes radiotrophes.
La radiosynthèse : transformer les radiations en énergie
Pour vulgariser, l’analogie avec la photosynthèse aide beaucoup. Une plante capte la lumière du soleil et la convertit en énergie chimique grâce à la chlorophylle. Le champignon de Tchernobyl ferait quelque chose de comparable avec les radiations, d’où le terme de radiosynthèse : la mélanine capterait l’énergie du rayonnement pour stimuler le métabolisme de la cellule.
Ce phénomène a été étudié en 2007 par l’équipe d’Ekaterina Dadachova, à New York. Les chercheurs ont exposé des champignons mélanisés à des doses de rayonnement environ 500 fois supérieures à la radioactivité naturelle. Résultat : ils se sont développés plus vite que leurs congénères non exposés. Certaines souches ont aussi montré une meilleure croissance sur des milieux pauvres en nutriments lorsqu’elles étaient irradiées.
Le rôle crucial de la mélanine
La mélanine, c’est le pigment qui colore notre peau et nous protège partiellement des rayons ultraviolets. Chez ces champignons, elle est présente en grande quantité dans la paroi cellulaire. Elle joue un double rôle : elle absorbe et dissipe une partie de l’énergie des radiations, et elle neutralise les molécules agressives que ces radiations produisent dans la cellule.
Des travaux ont montré que l’exposition aux radiations modifie les propriétés électroniques de la mélanine. Cette observation nourrit l’hypothèse d’une véritable conversion d’énergie, même si le mécanisme exact reste débattu. Ce qui est certain, c’est que ces champignons tolèrent des doses qui tueraient la plupart des organismes vivants.
Protéger les astronautes des rayonnements cosmiques
En 2018, une expérience a été menée à bord de la Station spatiale internationale (ISS). Une équipe liée à l’université Stanford, avec le chercheur Nils Averesch, a fait pousser Cladosporium sphaerospermum dans une boîte de Petri, à côté d’une boîte témoin vide. Un capteur placé sous chaque boîte mesurait le rayonnement qui parvenait jusqu’à lui.
Le champignon a bien poussé en microgravité. Sous la boîte contenant le champignon, les capteurs ont enregistré environ 2 % de radiations en moins que sous la boîte témoin. L’effet paraît modeste, mais la couche de champignon ne mesurait qu’environ 2 millimètres d’épaisseur. Les chercheurs ont extrapolé : une couche d’une vingtaine de centimètres pourrait, sur Mars, réduire de façon notable la dose annuelle reçue à la surface.
2 % pour 2 mm : l’ordre de grandeur à garder en tête
Ce chiffre vient d’une seule expérience à petite échelle, menée sur une boîte de Petri. Il montre une tendance, pas une protection prête à l’emploi. Les résultats ont été présentés par les chercheurs eux-mêmes comme un premier test, qui doit être répété avec des dispositifs plus grands.
Vers Mars et au-delà : les perspectives futures
Le scénario le plus étudié est celui d’un bouclier hybride. Les astronautes mélangeraient le champignon à la poussière martienne, le régolithe, pour fabriquer des parois épaisses autour de leur habitat. Le mycète pousserait, se réparerait seul en cas de dégât et pourrait même se nourrir de composés produits sur place. Cette stratégie éviterait d’embarquer des tonnes de matériaux depuis la Terre.
Le champignon pourrait aussi servir à d’autres usages dans les missions spatiales. Certains laboratoires étudient les mycéliums comme matériau de construction léger et comme source de molécules utiles, ce qui en ferait un outil polyvalent pour la conquête spatiale. Sur la Lune, où aucune atmosphère ne filtre les particules, l’intérêt serait le même.
Ce qu’il reste à prouver avant de partir
Plusieurs obstacles subsistent, et il vaut mieux les connaître. Les rayonnements cosmiques les plus dangereux sont des ions lourds, très énergétiques, bien plus difficiles à arrêter que les particules mesurées lors des tests. Une couche de champignons vivants doit aussi rester en bonne santé pendant des mois, sans contamination et avec un apport régulier d’eau et de nutriments.
Voici les principales questions que les équipes de recherche doivent encore résoudre :
- Quelle épaisseur de champignon faut-il pour un bouclier réellement efficace ?
- Le mycète conserve-t-il ses propriétés sur plusieurs mois dans l’espace ?
- Comment éviter que le champignon ne devienne un risque pour la santé de l’équipage ?
- La mélanine seule peut-elle être extraite et utilisée dans des revêtements ou des combinaisons ?
La mélanine intéresse d’ailleurs la médecine. Des équipes explorent son usage pour protéger les patients lors de traitements par radiothérapie. Le secret de Tchernobyl n’est donc peut-être pas seulement destiné aux voyages spatiaux : les retombées pourraient commencer sur Terre, bien avant le premier pas sur Mars.
Un pari sur le vivant
Ce petit champignon noir illustre une idée simple : au lieu de se battre contre l’environnement le plus hostile, mieux vaut parfois s’inspirer de ceux qui s’y sont adaptés. La route reste longue avant qu’un mur vivant entoure une base martienne. Les premiers résultats, eux, donnent une raison solide de poursuivre les tests, et de garder un œil sur ce mycète radiotrophe qui a su tirer parti d’une catastrophe pour ouvrir une piste vers les étoiles.
