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ET INNOVATION DE L'ÉTS

Simuler Mars au cœur de la serre Arthur Clarke


Talal Abboud
Talal Abboud détient un baccalauréat et une maîtrise en ingénierie du Département de génie électrique de l’École de technologie supérieure (ÉTS). Il est actuellement concepteur en électronique au centre d'excellence de Kongsberg Automotive.

Matthew Bamsey
Matthew Bamsey est associé de recherche à l'Institute of Space Systems DLR en Allemagne. Il fait aussi partie de l’équipe du projet EDEN ISS. Il a participé à des projets de recherche à l’Université de Floride et de Guelph, et à l’ASC.

Anna-Lisa Paul
Anna-Lisa Paul est professeure en Sciences horticole à l’Université de Floride. Ses intérêts de recherche sont la régulation de l’expression des gènes des plantes en réponse au stress abiotique et à des environnements extrêmes.

Thomas Graham
Thomas Graham est directeur de recherche et développement au CESRF de l’Université de Guelph. Son intérêt de recherche principal est l’optimisation de l’espace occupé par les systèmes de biorégénération de soutien à la vie.

Stephen Braham
Polymath Develoment Group de l’Université de Simon Fraser. Il est aussi vice-président du Mars Institute.

Rita Noumeir
Rita Noumeir est professeure au Département de génie électrique de l’ÉTS. Ses recherches portent sur l’interopérabilité dans le domaine de la santé et l’analyse, le traitement et la visualisation des images médicales.
Programme : Génie électrique 

Alain Berinstain
Alain Berinstain Profil de l'auteur(e)
Alain Berinstain a passé 17 ans à l’ASC où il a occupé le poste de directeur de l’Exploration planétaire et de l’astronomie spatiale. Depuis 2013, il se consacre à la communication de la science et de la technologie au sein de Psyence.

Robert Ferl
Robert Ferl est professeur à l'Université de Floride et directeur du Interdisciplinary Center for Biotechnology Research (ICBR). Ses intérêts de recherche sont la biologie spatiale, les protéines 14-3-3 et la structure chromatine.

La serre Arthur Clarke est un lieu qui simule les conditions de Mars

Note de l’éditeur

La culture de plantes est une étape importante pour l’établissement de colonies sur d’autres planètes. En effet, les plantes fournissent une biomasse comestible, consomment le CO2 et produisent de l’O2 et de l’eau potable. La serre Arthur Clarke a été créée dans l’Arctique canadien afin de simuler une serre autonome sur Mars. Nous vous présentons un survol de ses caractéristiques.

Cet article s’inscrit dans le cadre d’une série qui porte sur la recherche et les développements technologiques effectués en vue de la colonisation d’autres planètes.

Introduction

La serre Arthur Clarke Mars Greenhouse (ACMG) est un lieu de recherche abritant un système de soutien de la vie végétale mis sur pied pour étudier et comprendre la production automatisée en serre dans des conditions climatiques extrêmes. Établie en 2002, la serre a depuis été intégrée au Haughton Mars Project (HMP), un projet international de recherche sur le terrain dirigé par le Mars Institute et prenant  part à de nombreuses études portant sur des sujets variés.

Station de recherche du Haughton Mars Project, Serre Arthur Clarke

Station de recherche du Haughton Mars Project

Installé sur l’île Devon, près du cratère Haughton, dans le Haut-Arctique canadien, le HMP trouve dans le lointain désert polaire de cette île inhabitée un environnement terrestre analogue à celui de la planète Mars ou de la Lune. La topographie géologique du lieu et ses aspects biologiques favorisent une recherche distinctive et fournissent un environnement de travail propice à l’émergence de nouvelles connaissances, technologies et méthodologies d’expérimentation sur le terrain qui pourraient contribuer de façon significative au succès des futurs voyages de longue durée effectués par des humains dans l’espace.

L'île Devon dans le Haut-Arctique canadien, Serre Arthur Clarke

L’île Devon dans le Haut-Arctique canadien

Le cratère Haughton, Serre Arthur Clarke

Le cratère Haughton Crater © Agence spatiale canadienne

Le système en place dans la serre Arthur Clarke n’a pas toute la fonctionnalité d’un système de soutien de la vie en boucle fermée comme celui qui serait déployé sur Mars ou sur la Lune. En revanche, la serre permet de réaliser des recherches opérationnelles et scientifiques dans des conditions climatiques extrêmes, ce qui éclaire les scientifiques sur le potentiel de la production de végétaux à distance et sur le degré de semi-autonomie qu’il serait possible d’atteindre. La serre Arthur Clarke est dotée d’un circuit d’alimentation en courant continu, d’un système de croissance des plantes, d’un système de régulation de l’air ambiant, d’un réseau local et d’un système de communication et d’acquisition de données (Bamsey et al., 2009a; Giroux et al., 2006). La serre fonctionne de façon autonome toute l’année. Les scientifiques y résident seulement en juillet, au moment des récoltes et des semences (Bamsey et al., 2009b). Les systèmes d’imagerie TIS-II (déployé en 2006) et TIS-III (déployé en 2010) servant à capter la protéine verte fluorescente ont été testés dans la serre.

L’équipment de la serre Arthur Clarke

La serre Arthur Clarke est alimentée par un système d’énergie renouvelable. Six panneaux solaires produisant chacun 110 W (maximum) pour un total de 660 W lors d’une journée d’été ensoleillée fournissent le courant continu. Deux éoliennes produisant chacune un maximum de 400 W alimentent également la serre. Les panneaux solaires et les éoliennes sont branchés à un groupe de batteries muni de régulateurs de charge.

Réplique de la serre Arthur Clarke

Réplique de la serre Arthur Clarke au siège de l’Agence spatiale canadienne (ASC) à Longueuil, au Québec

Groupe de batteries de la Serre Arthur Clarke

Groupe de batteries de la Serre Arthur Clarke

Un contrôleur logique programmable doté d’une interface Ethernet intelligente permet de régler et de synchroniser l’ensemble des capteurs, relais et caméras Ethernet de la serre, ainsi que son système d’imagerie TIS-III. On accède aux renseignements recueillis par ces instruments au moyen d’un ordinateur indépendant opéré sous système d’exploitation Linux. Les renseignements sont ensuite transmis par satellite à un serveur informatique autonome de l’Université Simon Fraser (SFU), en Colombie-Britannique, lequel est dédié aux opérations de la mission. Les données reçues sont d’abord traitées et stockées, puis mises à la disposition des chercheurs sur Internet (Giroux et al., 2006).

Système de gestion de données de l'Université Simon Fraser pour la serre Arthur Clarke

Système de gestion de données de la serre Arthur Clarke de l’Agence spatiale canadienne

L’Agence canadienne spatiale a aussi créé un système de gestion de données à la serre Arthur Clarke. Ce système a été utilisé par les opérateurs de la serre et les scientifiques participant au projet. Il était accessible de partout dans le monde. De plus, la serre et le système d’imagerie TIS-III étaient commandés au moyen du Exploration Development and Operations Centre de l’Agence spatiale canadienne (ExDOC).

Serre Arthur Clarke

Intérieur de la serre Arthur Clarke

Conclusion

Des recherches comme celles effectuées à la serre Arthur Clarke sont essentielles pour mieux comprendre la culture des plantes et le rôle qu’elles peuvent jouer dans le maintien de la vie humaine sur d’autres planètes, une étape cruciale et préalable à celle d’envoyer des astronautes sur Mars ou sur la Lune.

Plantes ayant poussé dans la serre d'Arthur Clarke

Plantes ayant poussé dans la serre d’Arthur Clarke

La prochaine vidéo présente la serre Arthur Clarke :

 

Talal Abboud

Profil de l'auteur(e)

Talal Abboud détient un baccalauréat et une maîtrise en ingénierie du Département de génie électrique de l’École de technologie supérieure (ÉTS). Il est actuellement concepteur en électronique au centre d'excellence de Kongsberg Automotive.

Profil de l'auteur(e)

Matthew Bamsey

Profil de l'auteur(e)

Matthew Bamsey est associé de recherche à l'Institute of Space Systems DLR en Allemagne. Il fait aussi partie de l’équipe du projet EDEN ISS. Il a participé à des projets de recherche à l’Université de Floride et de Guelph, et à l’ASC.

Profil de l'auteur(e)

Anna-Lisa Paul

Profil de l'auteur(e)

Anna-Lisa Paul est professeure en Sciences horticole à l’Université de Floride. Ses intérêts de recherche sont la régulation de l’expression des gènes des plantes en réponse au stress abiotique et à des environnements extrêmes.

Profil de l'auteur(e)

Thomas Graham

Profil de l'auteur(e)

Thomas Graham est directeur de recherche et développement au CESRF de l’Université de Guelph. Son intérêt de recherche principal est l’optimisation de l’espace occupé par les systèmes de biorégénération de soutien à la vie.

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Stephen Braham

Profil de l'auteur(e)

Polymath Develoment Group de l’Université de Simon Fraser. Il est aussi vice-président du Mars Institute.

Profil de l'auteur(e)

Rita Noumeir

Profil de l'auteur(e)

Rita Noumeir est professeure au Département de génie électrique de l’ÉTS. Ses recherches portent sur l’interopérabilité dans le domaine de la santé et l’analyse, le traitement et la visualisation des images médicales.

Programme : Génie électrique 

Laboratoires de recherche : LIVIA – Laboratoire d'imagerie, de vision et d'intelligence artificielle 

Profil de l'auteur(e)

Alain Berinstain

Profil de l'auteur(e)

Alain Berinstain a passé 17 ans à l’ASC où il a occupé le poste de directeur de l’Exploration planétaire et de l’astronomie spatiale. Depuis 2013, il se consacre à la communication de la science et de la technologie au sein de Psyence.

Profil de l'auteur(e)

Robert Ferl

Profil de l'auteur(e)

Robert Ferl est professeur à l'Université de Floride et directeur du Interdisciplinary Center for Biotechnology Research (ICBR). Ses intérêts de recherche sont la biologie spatiale, les protéines 14-3-3 et la structure chromatine.

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