Sciences du Vivant
et de la Terre

La biologie au sein du DSVT s'intéresse en priorité aux mécanismes cellulaires et moléculaires qui gouvernent l'adaptation des organismes vivants aux conditions extrêmes. Les recherches portent sur la réponse cellulaire au stress oxydatif, aux irradiations cosmiques et aux perturbations du cycle circadien engendrées par les missions orbitales.

En lien direct avec le programme ARTEMIS-9, les équipes du Laboratoire de Biologie Spatiale étudient l'évolution des biomarqueurs immunologiques sur des sujets en isolement prolongé, et développent des protocoles de surveillance biologique embarqués permettant un suivi en temps réel à bord de la station orbitale.

Une part importante des travaux concerne également la biologie synthétique appliquée à la production de ressources en circuit fermé — oxygène, protéines, biocarburants — dans la perspective de missions autonomes longue durée.

La zoologie au DSVT se distingue par une approche résolument orientée vers la biologie comparée des adaptations extrêmes. Les chercheurs étudient les mécanismes physiologiques et comportementaux permettant à certaines espèces de survivre dans des conditions analogues aux environnements spatiaux — hypoxie, hypothermie, rayonnements, déshydratation.

Les tardigrades, les ours d'eau et certaines espèces d'insectes constituent des modèles d'étude privilégiés pour comprendre la cryptobiose et la résistance à la dessiccation. Ces travaux alimentent directement les recherches en exobiologie et contribuent au développement de protocoles de conservation biologique pour les missions longue durée.

L'équipe s'intéresse également au comportement animal en captivité prolongée et en isolement sensoriel, produisant des données transposables à l'étude des réactions humaines dans les habitats spatiaux confinés.

L'Unité Neurosciences & Comportement du DSVT mène des recherches sur les effets neurobiologiques des conditions de vol spatial — microgravité, isolement, perturbations lumineuses, stress chronique — sur le cerveau humain et ses fonctions cognitives supérieures.

Les équipes utilisent une combinaison d'imagerie cérébrale fonctionnelle, d'EEG haute résolution et de tests comportementaux standardisés pour documenter les évolutions neurales survenant lors de missions simulées ou réelles. Les travaux ont mis en évidence des modifications de connectivité dans les réseaux frontopariétaux impliqués dans la prise de décision et l'attention soutenue.

Une ligne de recherche émergente porte sur le développement de contre-mesures neurocognitives — protocoles de stimulation, environnements enrichis, interventions pharmacologiques ciblées — visant à maintenir les performances décisionnelles des équipages sur la durée de missions de 18 mois et au-delà.

Le pôle génétique du DSVT se consacre à l'étude des altérations génomiques induites par l'exposition aux rayonnements cosmiques, à la microgravité et aux perturbations épigénétiques liées au vol spatial. Les chercheurs s'appuient sur des technologies de séquençage de nouvelle génération (NGS) et d'analyse d'expression génique à haute résolution.

Un axe majeur concerne la mutagénèse induite par les rayons galactiques cosmiques (GCR), dont la caractérisation est indispensable à l'évaluation du risque oncologique pour les équipages des futures missions interplanétaires. Les modèles développés par l'équipe servent de référence à l'ESA et à la NASA pour l'établissement de normes de radioprotection.

Par ailleurs, des travaux de génomique fonctionnelle visent à identifier les variants génétiques associés à une meilleure résilience au stress spatial, ouvrant la voie à des protocoles de sélection et de préparation personnalisés pour les candidats astronautes.

Le Centre de Géosciences Planétaires du DSVT étudie les structures, compositions et processus géologiques des corps du système solaire, en s'appuyant sur l'analyse comparative des données terrestres et extraterrestres. Les chercheurs participent activement à l'interprétation des données orbitales et rover des missions en cours sur Mars.

Un programme spécifique porte sur l'étude des régolithes lunaire et martien — leur composition minéralogique, leur comportement mécanique et leur potentiel d'utilisation comme matériaux de construction in situ (ISRU). Ces travaux sont directement mobilisés par le programme ATLAS dans le cadre de la conception de la chambre de simulation environnementale.

Le pôle géologie mène également des recherches sur les processus de transport sédimentaire sous faible gravité et dans des atmosphères raréfiées, produisant des modèles numériques validés par des expériences en chambre à pression variable.

L'équipe Paléo-Environnements du DSVT aborde la paléontologie sous l'angle des biosignatures — traces fossilisées attestant de l'existence passée de formes de vie dans des environnements dont les conditions se rapprochent de celles rencontrées sur d'autres corps planétaires. Ces travaux constituent le fondement méthodologique des recherches en exobiologie.

Les chercheurs étudient en particulier les stromatolites, les microfossiles et les biofilms préservés dans des environnements extrêmes terrestres (sources hydrothermales, lacs hypersalins, croûtes désertiques), en développant des méthodes de détection non destructives transposables aux instruments embarqués sur rovers.

Un programme collaboratif avec le DAI porte sur la définition de biosignatures chimiques et spectroscopiques détectables depuis l'orbite, contribuant à la conception des prochaines générations d'instruments d'observation planétaire.