Félicitations aux gagnants de notre Creuse-méninges spatial 2023-2024!

Découvrez les solutions formidables trouvées par de jeunes Canadiens dans le cadre du deuxième Creuse-méninges spatial. Le thème de cette année était l'alimentation dans l'espace. Nous avons invité les jeunes à concevoir un système :

destiné à produire des aliments frais, savoureux et nutritifs en limitant le plus possible les déchets, pour plusieurs astronautes en mission sur la Lune;
qui devrait produire assez d'aliments pour compléter ceux déjà fournis à l'équipage;
qui respecte les contraintes de l'environnement lunaire.

Un comité d'experts de l'Agence a évalué à l'aveugle toutes les soumissions selon les quatre critères d'évaluation suivants : communication, innovation, validité et raisonnement critique. Le comité a ensuite établi le classement.

Derrière une jeune femme enthousiaste se trouve une sorte de tourbillon avec divers pictogrammes

Voici le résumé des finalistes pour chaque catégorie (de la 6e année à la 2e secondaire et de la 3e à la 5e secondaire). Mais puisque ce sont des résumés, ils ne rendent pas justice à l'immense travail des participants et des participantes. Seuls ou en équipe, les élèves ont découvert comment adapter la production d'aliments frais, savoureux et nutritifs dans l'environnement lunaire pour les astronautes en mission. Pour réaliser leur concept, ils ont effectué des recherches et des remue-méninges pour valider leur solution et sa faisabilité. Et ce n'est pas tout : ils ont réfléchi à la meilleure façon d'adapter leur solution destinée au milieu spatial à des applications possibles sur Terre.

Merci à tous les participants et aux enseignants qui ont facilité la réalisation de l'activité. Beau travail!

Et toutes nos félicitations à ceux et celles dont la soumission s'est hissée au haut du classement, en particulier nos grands gagnants :

Gurnaaz, Rishaan, Naisha, et Taran, de Bolton, en Ontario, pour leur système de production alimentaire « Excellence comestible 3000 » (6e année);
Anirudh, Agastya, Aankit et Hetav, de Brampton, en Ontario, pour leur système de production alimentaire TerraStack (11e année).

Les trois finalistes de chaque catégorie participeront à une séance de travail virtuelle avec des experts de l'Agence spatiale canadienne. Durant cette séance, ils présenteront leur solution à ces experts et aux autres gagnants, qui pourront leur donner leur avis.

Nous avons tellement hâte de voir ce que les jeunes Canadiens imagineront lors du prochain Creuse-méninges spatial! Le thème et les détails seront annoncés à l'automne. Gardez l'œil ouvert!

Note : Les dessins sont affichés dans la langue dans laquelle ils ont été fournis.

6e année-2e secondaire

(6e-8e année hors Québec)

Première place : Excellence comestible 3000

Gurnaaz, Rishaan, Naisha et Taran
6e année
Bolton (Ontario)

Une vue de l'intérieur du système de production alimentaire Excellence comestible 3000

Conçu pour offrir un choix varié de repas aux astronautes de la mission Artemis, Excellence comestible 3000 est un système de production alimentaire complexe. Lorsque les plantes comestibles cultivées atteindraient leur maturité – par un système étudié pour permettre l'agriculture dans l'espace – des robots s'occuperaient de les déposer dans un tube. Elles seraient ensuite envoyées à travers un tuyau pour aboutir, sous forme d'aliments, à une station de préparation pour être cuisinées par des robots . Une fois cette étape terminée, le repas serait envoyé dans une autre station et l'astronaute ayant commandé son repas à partir du menu n'aurait plus qu'à ouvrir la porte et se servir!

Deuxième place : Le dôme de la vie

Aya, Ellie, Alycia et Sarah
2e secondaire
L'école secondaire de Chambly
Chambly (Québec)

Dessin du prototype qui présente une vue du dôme de haut et de côté

Cette serre hydroponique qui utilise 90 % moins d'eau qu'une plantation ordinaire est principalement composée de laitues et de poireaux, des légumes qui poussent rapidement et facilement. Le prototype serait installé à l'intérieur de la base, pour éviter aux astronautes d'avoir à porter une combinaison pour accéder aux plantations. Des panneaux solaires permettraient d'alimenter la serre en électricité et il serait également possible de changer de type de lumière, que ce soit pour des besoins d'éclairage ou de chauffage. Les plantes seraient alimentées par un réservoir d'eau.

Troisième place : Le Système qui nous fait sentir chez soi

Suvreen, Yash, Riya et Mehak
6e année
École publique Macville, Conseil scolaire du district de Peel
Bolton (Ontario)

système qui nous fait sentir chez soi combine la pisciculture et l'hydroponie semi-automatique

Le Système qui nous fait sentir chez soi est conçu pour les environnements spatiaux et terrestres. Fabriqué en plastique, ce système combine la pisciculture et l'hydroponie semi-automatique pour alimenter les plantes. Comme l'urine des poissons et l'eau contiennent les minéraux nécessaires à la croissance des plantes, un aquarium de petits tilapias aurait deux fonctions : fournir une source de nourriture et de la lumière. Les astronautes devront verser l'eau et l'engrais dans un seau qui alimentera les racines des plantes à l'aide d'une pompe à eau. Le système est modulaire et personnalisable, ce qui permet aux astronautes de choisir des parcelles et des caractéristiques spécifiques à leurs besoins et de les remplacer à chaque mission.

Aquaponie dans l'espace

Eniya
6e année
École à la maison
Milton (Ontario)

L'idée est d'utiliser l'aquaponie – qui permet à la fois de cultiver des plantes et d'élever des poissons –avec un système connecté à l'Internet des objets pour cultiver et surveiller les plantes. Processus naturel qui imite les étendues d'eau, l'aquaponie a besoin d'un chauffage latéral pour maintenir la température de l'eau entre 20 et 30 degrés Celsius. L'énergie nécessaire au fonctionnement du système serait fournie par des panneaux solaires installés sur la Lune. Ainsi, il serait possible de cultiver des salades, des poivrons, des tomates, des concombres, des betteraves, des carottes, des oignons verts, des haricots, des pois, des brocolis et même des choux-fleurs!

Siphon pour tomates

Mohammed, Vaughn et Kareem
6e année
École publique Lambeth
London (Ontario)

Dessin du prototype qui présente les différentes parties du système

L'équipe propose ici un système hydroponique autonome à cinq couches pour cultiver des lentilles d'eau et des tomates. Ce système de culture utilise des colonnes en plastique horizontales et verticales pour soutenir ses cinq niveaux, contenant chacun six pots en filet pour permettre aux racines des plantes de se développer librement. Deux systèmes sont mis en place : un pour contrôler la chaleur, l'eau et l'éclairage, et un autre pour réguler l'humidité et le niveau de dioxyde de carbone dans l'air. De plus, tous les composants internes du système hydroponique sont imprimables en 3D de sorte que l'unité peut être agrandie ou encore que les pièces endommagées peuvent facilement être remplacées.

3e-5e secondaire

(9e-12e année hors Québec)

Première place : Le système de production alimentaire TerraStack

Anirudh, Agastya, Aankit et Hetav
11e année
École secondaire Turner Fenton
Brampton (Ontario)

Dessin montrant l'intérieur et l'extérieur du système de production alimentaire TerraStack

L'écosystème modulaire TerraStack, pouvant recueillir jusqu'à cinq groupes de cultures différentes, permettrait une production alimentaire presque autonome pour les missions de longue durée Artemis et à la station spatiale lunaire Gateway. Ses principales fonctions sont un système de recyclage de l'eau, des paramètres environnementaux personnalisables, un système d'engrais naturel ainsi qu'un système pour extraire l'eau du régolite afin de maximiser l'utilisation de cette ressource rare sur la Lune. De plus, pour accélérer la croissance des plantes, un véhicule autonome doté d'intelligence artificielle serait en mesure de produire de l'engrais en collectant l'ammoniac et le dioxyde de carbone de l'atmosphère de la Lune et en les faisant réagir dans un compartiment à l'environnement contrôlé.

Deuxième place : Le système de végétation lunaire Lunar Greens Verdures lunaires

Maithili, Tiffany et Nabira
10e année
École secondaire White Oaks
Oakville (Ontario)

Une installation de culture verticale éclairée par des DEL et de son système de distribution d'eau

Ce système vertical de production alimentaire permettrait de cultiver des plantes entièrement comestibles, y compris des vivaces dont la culture nécessite moins de ressources que les annuelles, et des plantes qui ont besoin de peu de lumière pour conserver l'énergie. Des panneaux solaires installés à la surface permettaient l'alimentation de DEL bleues et rouges à haut rendement énergétique, tandis que des batteries solaires stockeraient l'énergie pour assurer l'éclairage pendant les nuits lunaires. Les niveaux de CO₂ seraient maintenus par l'ajout des déchets des astronautes dans des machines de compostage qui les transformeraient en engrais régulièrement ajouté au sol. Des micro-organismes, comme des bactéries et des champignons fixateurs d'azote, seraient ajoutés au sol pour décomposer la matière organique végétale en ammonium, qui se transformerait ensuite en nitrates pour les plantes.

Troisième place : Module de production alimentaire

Matthew, Marko, Daria, Izabelle et Ben
11e et 12e année
École secondaire Stephen Lewis
Vaughan (Ontario)

Dessin du module spatial agricole en forme de dôme

Voici un module agricole spatial dont le dôme de protection est fait à l'extérieur d'une enveloppe de métal et, à l'intérieur, d'une couche d'eau composée d'un écosystème aquatique qui protège l'intérieur du rayonnement. À l'intérieur du module, un système d'étagères verticales accueillerait les cultures hydroponiques éclairées par des lumières artificielles. L'eau de l'écosystème aquatique, riche en nutriments, serait reliée aux compartiments hydroponiques où les plantes sont cultivées. Tant que les poissons sont nourris, le système reste autonome et offre aux astronautes une alimentation variée.

Entrepôt agricole modulaire compact

Ben, Daniel, Andy, Yusef et Peter
9e, 11e et 12e année
École secondaire Stephen Lewis
Vaughan (Ontario)

Schéma sur le fonctionnement de l'entrepôt agricole et des boites de plantes

Cet entrepôt automatisé serait construit sous terre pour atténuer l'exposition au rayonnement. Le principe : des boites de plantes individuelles intégrées à un grand système de stockage mural. Des robots s'occuperaient de l'entreposage et de la récupération des boites de plantes à partir de ce système de stockage mural afin de permettre une économie d'espace. La taille de la pièce peut varier, en fonction des besoins, car le système peut comporter un très grand nombre de boites.

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