Risotto aux champignons, gratin de pommes de terre et soupe au cari: voilà le menu auquel ont droit les pilotes du projet Solar Impulse, qui tentent de réaliser le premier tour du monde en avion solaire.
Ces plats peuvent sembler banals, mais une équipe de huit scientifiques du Centre de recherche Nestlé (CRN), situé à Lausanne, en Suisse, a consacré cinq ans et plus de 6 000 heures de recherche et développement à les mettre au point.
Dirigée par Amira Kassis, l'équipe de Nestlé a élaboré des régimes alimentaires personnalisés, de même que tous les plats que consomment les deux pilotes, Bertrand Piccard et André Borschberg, qui tentent actuellement de battre le record mondial du plus long vol en avion solaire.
Le défi consistait à permettre aux pilotes de s'alimenter et d'obtenir tous les éléments nutritifs nécessaires dans un habitacle non pressurisé et à une altitude de croisière de 8 200 mètres. La nourriture et les emballages sont spécialement conçus pour résister à des températures extrêmes et à des conditions climatiques variables. Les aliments doivent être faciles à consommer et respecter de strictes contraintes de poids, en plus d'avoir bon goût.
Nouveaux emballages testés
«Nous avons procédé par essais et erreurs pour vérifier si les nouveaux emballages et la nourriture elle-même résistaient aux conditions de vol, affirme Mme Kassis. Il est très important que les pilotes consomment des aliments d'une qualité nutritive suffisante, et il nous a fallu beaucoup de temps pour perfectionner les différents aspects en jeu.»
Comme l'altitude élevée a souvent pour effet de réduire l'appétit chez l'humain, les repas des pilotes sont divisés en deux grandes catégories, soit les repas à consommer à plus de 3 500 mètres d'altitude, composés d'aliments gras très caloriques à teneur élevée en glucides et présentés en petites portions, et les repas à consommer à moins de 3 500 mètres d'altitude, faits d'aliments comportant davantage de protéines, en plus grosses portions.
Pour réaliser leur exploit, les pilotes effectuent des vols d'une durée pouvant atteindre six jours, au cours desquels ils vivent confinés dans un espace exigu. Ils dorment par tranches d'environ 20 minutes et les possibilités d'activité physique sont restreintes.
Plaisir et réconfort
«Notre travail consistait à concevoir un régime alimentaire équilibré sur le plan nutritionnel, sans pour autant négliger les notions de plaisir et de réconfort, afin d'aider les pilotes à ne pas abandonner malgré les défis psychologiques et physiques auxquels ils font face», mentionne Mme Kassis.
L'équipe de physiologues, de nutritionnistes et de scientifiques des produits alimentaires de Mme Kassis a tout d'abord évalué les profils nutritionnels individuels de MM. Piccard et Borschberg, notamment leurs besoins en glucides, en lipides et en protéines, pour ensuite estimer comment ces paramètres étaient susceptibles de varier au cours de l'expédition de 35 000 km, qui comporte 12 vols d'une durée totale de 500 heures.
Les tests menés à l'unité métabolique du CRN ont entre autres permis d'évaluer la dépense énergétique des pilotes, c'est-à-dire le nombre de calories, dont celles provenant des glucides et des lipides, que leur organisme brûle quotidiennement.
Les chercheurs de Nestlé ont mesuré la masse musculaire de chacun des pilotes afin de déterminer la quantité de protéines à ajouter à leur régime alimentaire. Ils ont également tenu compte des conditions physiques difficiles auxquelles les pilotes seraient exposés, comme de brusques fluctuations de température et d'altitude.
Menus sur mesure
Ces données en main, Mme Kassis et son équipe ont créé un menu comportant 11 différents repas et collations conçus sur mesure pour chacun des pilotes, et l'ont ensuite testé au cours de simulations de vols effectuées par MM. Piccard et Borschberg en 2012 et 2013.
Les facteurs mesurés comprenaient l'apport alimentaire des pilotes, leur poids avant et après le vol et leur équilibre protéique. L'équipe du CRN a utilisé les résultats des tests pour mieux adapter les repas aux conditions de vol, et a mené des tests de goût auprès des pilotes pour bien connaître leurs préférences alimentaires.
«Sans surprise, nous avons découvert que les pilotes n'ont pas les mêmes goûts. Par exemple, l'un d'entre eux préfère les plats végétariens, tandis que l'autre n'aime pas le chocolat, précise Mme Kassis.
Il était important de tenir des séances de dégustation avec les pilotes et de s'entendre sur les menus avec eux. Nous voulions nous assurer que les plats seraient mangés, même si les pilotes ne devaient pas manifester leur appétit habituel», ajoute-t-elle.
Poids de la nourriture: un aspect crucial
L'autre grand défi était lié à la façon d'entreposer et de servir les aliments. Même s'il possède une envergure supérieure à celle d'un Boeing 747, l'avion Solar Impulse 2 ne pèse pas plus qu'une voiture, ce qui signifie que les chercheurs de Nestlé ont dû accorder beaucoup d'attention au poids de tous les aliments et boissons stockés à bord, sans oublier l'emballage.
Le poids total de la nourriture ne peut pas dépasser 2,4 kg par vol, tandis que le volume de liquide permis est restreint à 3,5 L (2,5 L d'eau et 1 L de boisson pour sportifs).
Comme la facilité d'emploi est un critère essentiel, l'équipe a prévu des sachets de soupe et de boisson qui limitent le risque de dégât, ainsi que des tasses rétractables. Un sac autochauffant conçu spécialement pour l'occasion permet de réchauffer les aliments contenus dans des sachets.
Maintenir la fraîcheur sans agent de conservation artificiel
Pour conserver la nourriture de manière efficace, l'équipe de Nestlé a mis au point un processus selon lequel les ingrédients crus sont placés dans un emballage spécial, pour ensuite être traités par la chaleur. Ce processus, qui emprisonne la fraîcheur et aide à maintenir la texture de la nourriture, permet une durée de conservation allant jusqu'à trois mois, sans aucun agent de conservation artificiel.
En plus d'être léger et facile à utiliser, l'emballage a été soumis à des tests physiques visant à vérifier sa résistance aux fluctuations de la pression atmosphérique.
L'avion Solar Impulse 2 a décollé d'Abu Dhabi au début de mars, et Mme Kassis affirme être au paroxysme de l'enthousiasme, puisque c'est à son équipe qu'il incombe de surveiller et de gérer l'alimentation et les besoins alimentaires des pilotes tout au long du voyage de cinq mois.
Une belle vitrine pour les innovations technologiques
Dans le cadre de son partenariat avec l'équipe de Solar Impulse, Nestlé contribue également à soutenir des activités éducatives liées au thème de la durabilité, en vue de maximiser les retombées et les répercussions du projet.
Ce premier tour du monde en avion solaire vise à changer la perception des gens sur la possibilité de réaliser un vol misant uniquement sur une forme d'énergie durable. Selon Mme Kassis, le projet a aussi servi de vitrine pour montrer ce qu’il est possible d'accomplir dans son domaine.
«Les aliments que nous avons conçus et préparés pour Solar Impulse nous ont donné l'occasion de mettre en valeur nos propres innovations technologiques, affirme-t-elle.
Nos années de recherche et les données que nous recueillons auprès des pilotes au cours du voyage nous permettront de mieux comprendre, au cours des années à venir, comment l'alimentation peut servir à soutenir de telles épreuves d'endurance.»
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