Projet ChlorISS : quand les plantes s’invitent dans l’espace
Le vendredi 13 février 2026, l’astronaute française de l’agence spatiale européenne, Sophie Adenot, s'est envolée vers la station spatiale internationale avec, dans ses bagages, une expérience éducative inédite : faire pousser des plantes en apesanteur. Le projet ChlorISS, piloté par Eugénie Carnero Diaz, maîtresse de conférences à l’Institut de Systématique, Évolution, Biodiversité, vise à sensibiliser des milliers d’élèves aux mécanismes biologiques fondamentaux tout en ouvrant une fenêtre sur l’avenir de l’exploration spatiale.
Projet ChlorISS
À l’origine, ChlorISS est une initiative développée par le CNES (Centre national d'études spatiales), en partenariat avec Sorbonne Université, le ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche et le ministère de l’Agriculture et de la Souveraineté alimentaire. Il s’agit, à l’occasion de la mission εpsilon de l'astronaute française de l’agence spatiale européenne, Sophie Adenot, de proposer aux élèves une expérience scientifique simple et pédagogique. L’idée est de reprendre le principe des expériences éducatives réalisées dans l’Espace par Thomas Pesquet. Après le blob, « le ministère de l'Éducation nationale a voulu cette année s’intéresser à la culture des plantes », explique la chercheuse de Sorbonne Université. Contactée par le ministère pour créer l’expérience, elle a choisi de travailler avec Arabidopsis thaliana, une plante modèle en biologie qu’elle utilise régulièrement dans ses recherches sur l'adaptation des végétaux à l'environnement spatial.
Les coulisses de l’expérience
L’expérience ChlorISS part d’une question simple : comment une plante s’oriente-t-elle quand on lui retire la pesanteur ? Les plantes se nourrissent grâce à deux organes : les feuilles, tournées vers le soleil pour capter la lumière et produire des sucres par photosynthèse, et les racines, qui puisent l’eau et les minéraux indispensables. Pour survivre, elles doivent donc orienter leurs tiges vers le haut et leurs racines vers le sol. Sur Terre, cette orientation dépend de deux facteurs : la pesanteur et la lumière. Le gravitropisme oriente les racines vers le bas et les tiges vers le haut, et le phototropisme guide les organes selon la lumière. Dans la Station spatiale internationale (ISS), la pesanteur disparaît : « En absence de pesanteur, le système de perception de la plante ne donne pas d’informations et elle va pousser dans n’importe quel sens », explique la chercheuse. Dans ce contexte, la lumière devient alors sa seule boussole.
Pour le montrer, la biologiste a imaginé un protocole en plusieurs étapes. D’abord, deux types d’Arabidopsis thaliana sont utilisés : une plante « sauvage » et une variante mutante dont le système de perception de la gravité est défaillant. Comparer leurs comportements permet d’anticiper ce qui se passe quand la pesanteur disparaît.
Les expériences sont ensuite menées en parallèle sur Terre et dans l’ISS, afin de confronter les résultats. « Sur Terre, il est facile de vérifier l’effet de la pesanteur : si l’on couche une plante, ses tiges se redressent vers le haut et ses racines plongent vers le bas. Dans l’ISS, c’est plus complexe : il faut d’abord donner artificiellement un axe aux jeunes plants en les éclairant par le dessus, puis déplacer la lumière sur le côté pour voir si les organes se courbent dans sa direction ou s’en écartent », détaille Eugénie Carnero Diaz.
Enfin, dans la dernière partie de l’expérience, il s’agit de tester trois types de lumière (blanche, bleue et rouge) pour analyser la sensibilité des plantes à chaque spectre. « Une plante qui ne répond pas à la pesanteur devient beaucoup plus sensible à la lumière et donc va beaucoup mieux répondre à la lumière », anticipe la chercheuse.
Une dimension éducative
Conçu pour des élèves du primaire au lycée, ChlorISS doit permettre de manipuler des notions de biologie à différents niveaux de complexité. « Derrière cette expérience éducative, l’objectif est double. D’abord, éveiller la curiosité scientifique : montrer qu’un phénomène connu peut changer ou disparaître, et inciter les élèves à se poser des questions, à chercher des réponses. Ensuite, renforcer les enseignements de biologie déjà au programme - croissance des plantes, interaction avec leur milieu, photosynthèse - en leur donnant une application concrète », insiste la chercheuse.
En parallèle de l’expérience spatiale, des kits seront distribués à près de 4 000 écoles françaises. Ces kits contiendront graines, notices et protocoles adaptés. Pour les plus jeunes, une plante plus facile à observer, le mizuna (moutarde japonaise, de la famille du brocoli), a même été ajoutée. Ces kits permettront aux élèves, encadrés par leurs enseignants, de pouvoir réaliser l’expérience en même temps que l’astronaute dans l’ISS.
L’expérience embarquée par Sophie Adenot ne durera que dix jours, au milieu d’un emploi du temps chargé. « C’est du one-shot ! souligne la chercheuse. C’est pourquoi cela a nécessité beaucoup de tests en laboratoire en amont ». Les protocoles doivent être irréprochables : stériles en orbite, simplifiés et adaptés pour les classes sur Terre.
Une collaboration CNES - Sorbonne Université
Pour mettre en place ce projet, la chercheuse a pu compter sur l’aide du CNES via le Cadmos (Centre d’aide au développement des activités en micropesanteur et des opérations spatiales). Les élèves de quatre écoles d’agronomie participent également à la multiplication des graines d’Arabidopsis destinées aux kits.
Sorbonne Université, de son côté, apporte son expertise scientifique et technique dans la réalisation des expériences préparatoires qui seront menées dans les écoles et à bord de l’ISS à l’aide des simulateurs de micropesanteur.
Des enjeux pour l’avenir de l’exploration spatiale
Au-delà de l’aspect éducatif, ChlorISS ouvre aussi des perspectives beaucoup plus appliquées. Car si l’ISS n’est qu’à 400 kilomètres de la Terre - « un Paris-Lyon », compare la chercheuse - et bénéficie de ravitaillements réguliers, les choses changent radicalement dès que l’on parle d’installer des équipages sur la Lune ou sur Mars. Là, les distances rendent les réapprovisionnements rares, voire impossibles : un aller simple vers Mars dure environ six mois, suivi d’un séjour d’au moins un an sur place, et le retour porte la mission à deux ans au minimum. Impossible dans ces conditions d’emporter des réserves suffisantes d’oxygène, d’eau ou de nourriture.
C’est pourquoi les scientifiques travaillent sur des systèmes de support de vie bio-régulatifs, de véritables écosystèmes miniatures où chaque élément recycle les déchets des autres. Les astronautes produiraient du CO₂ et des déchets organiques, transformés par des micro-organismes en nutriments pour les plantes. En retour, celles-ci fourniraient oxygène, eau propre, vitamines et aliments frais. « Les plantes vont avoir un rôle primordial : participer à la survie de l’Homme. Mais en même temps, elles devront elles-mêmes survivre et rester nutritives dans un environnement spatial », explique la scientifique. Tout l’enjeu est donc de s’assurer qu’elles puissent s’adapter aux conditions extrêmes de l’Espace sans perdre leurs qualités essentielles.