Biosphère II

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Biosphère II
Biosphere 2 Habitat & Lung 2009-05-10.jpg
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Type
Artificial biosphere ( d) Voir et modifier les données sur Wikidata
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Biosphère II, vue de l'extérieur
Biosphère II vue de l'intérieur, la savane au 1er plan et l'océan dans le fond.
Biosphère II vue de l'extérieur, côté opposé

Biosphère II, ou Biosphère 2, est un site expérimental construit pour reproduire un système écologique artificiel clos situé à Oracle, dans le désert de l' Arizona, en bordure des monts Santa Catalina. Biosphère 2 fut construite entre 1987 et 1991 par Space Biosphere Ventures, une entreprise dont les promoteurs furent John Polk Allen et Margret Augustine. Cette structure avait pour but de tenter de recréer un écosystème viable à l'intérieur d'un immense dôme fermé. Il avait entre autres objectifs d'évaluer la faisabilité de biosphères identiques lors de la colonisation spatiale. L'expérience a été baptisée Biosphère 2 en considérant que la Terre est « Biosphère 1 ». Les fonds nécessaires, évalués à 200 millions de dollars furent fournis par Edward Bass  (en) entre 1985 et 2007.

Avec une superficie de 1,27 ha, c'est le plus grand système écologique fermé jamais construit. On y avait reconstitué différents écosystèmes : une forêt tropicale humide, un océan avec sa barrière de corail, une mangrove, une savane, un désert, un terrain réservé à l' agriculture, un habitat humain avec ses quartiers privés et ses lieux de travail, ainsi qu'un étage en sous sol pour les installations techniques. De l'eau chaude et froide circulait à travers un réseau de tuyaux indépendant, et l'énergie électrique était fournie par une centrale au gaz naturel.

Son étanchéité permit aux scientifiques de mesurer chaque modifications de l' air, de l' eau et du sol, ainsi que l'état de santé de l'équipage humain qui y vivait.

Deux missions ont été menées dans le dôme scellé. La première a duré du 26 septembre 1991 au 26 septembre 1993. La seconde a duré six mois en 1994. Biosphère 2 a été créée car les chercheurs voulaient voir s'il était possible de faire une telle expérience sur Mars pour pouvoir vivre à sa surface. Ce projet, s'il a échoué, concernant notamment le recyclage de l'air, a eu le mérite de montrer la difficulté de maîtriser un écosystème.

Historique

Conception et construction

Le projet Biosphère II voit le jour dans le milieu des années 1980 entre John Allen, un idéaliste parfois qualifié de « gourou », et Edward Bass, un milliardaire texan [1]. Les deux hommes se sont rencontrés dans la décennie précédente dans une communauté au Nouveau-Mexique [1]. Ils créent pour la réalisation de Biosphère II la société Space Biosphere Ventures (SBV), société financée par Bass et dirigée par Allen [1]. Selon ces deux hommes, ce projet est «  le plus excitant depuis le lancement par John F. Kennedy de la nouvelle frontière spatiale. » [1] L'idée est de créer un espace en totale autonomie, sur le modèle de la Terre, avec une mer d'eau salée, un désert de sable, une forêt tropicale... notamment à des fins de recherches pour le bien de l'humanité [1]. John Allen souhaite en effet étudier la manière dont il serait possible à l'homme de s'installer sur d'autres planètes ainsi que de savoir comment la vie évolue dans ce type d'univers fermé [1].

La construction débute en 1987 dans une zone désertique du à Oracle dans l' Arizona [1]. Sur un terrain de 1,37 hectares, Biosphère II est isolée du sol par une double couche de béton séparées par une couche d'acier inoxydable [1]. Sur ce béton sont déposées 30 000 tonnes de terre [1]. La sphère est aussi isolée de l'atmosphère terrestre par une structure en verre constituée de 6500 fenêtres qui d'après ses concepteurs serait « trente fois plus étanche que les parois d’une navette spatiale [1]. » La serre est longue de 154 mètres, large de 110 mètres, avec une hauteur maximale de 26 mètres [2]. Elle est divisée en biomes qui reproduisent différents milieux qui existent sur Terre [1]. Chacun des biomes occupe une aire de plus de 500 m2. La profondeur maximale du sol est de 6 mètres, et l’océan atteint une profondeur maximale de 7 mètres [2]. Le nom de Biosphère II est choisi car Biosphère I correspond à la Terre [1].

Grâce à des systèmes complexes de ventilation et de refroidissement, ses concepteurs ont l'ambition d'y offrir un échantillon des différentes zones climatiques de la planète [2]. La flore et la faune sont constituées en totalité de 3800 espèces «  de la mousse jusqu’à l’arbre de haute futaie et du moustique jusqu’à la chèvre et au daim » (le daim étant choisi dans une variété naine car l'espace est compté) [1]. Les huit mésocosmes ayant été recréés sont :

  • la forêt tropicale humide ;
  • le désert ;
  • la savane arbustive épineuse ;
  • la savane ;
  • le marais ;
  • la mangrove ;
  • l’océan et son récif corallien ;
  • et un terrain agricole [2].

Les huit bionautes (habitants de Biosphère II) de l'expérience devront produire leur nourriture dans une zone de culture intensive où peuvent se côtoyer, sur 2 200 m2, jusqu'à cinquante variétés de fruits et légumes. Poissons, volailles, cochons et chèvres complètent l'ordinaire. Les bionautes disposent chacun d'un appartement dans le quartier d'habitation où se trouvent aussi des laboratoires. La dilatation de l'air par la chaleur pourrait faire exploser Biosphère II, la serre est donc reliée à deux chambres de décompression dont une absorbe et restitue à volonté l'atmosphère excédentaire [2].

Description des biomes

Le désert

Le désert, sur ses 1 400 m2 et son volume de 18 000 m3 [2], a une température variant entre 2 et 43 °C. Deux cents plantes y ont été plantées ou repiquées. Ce désert est de type chaud côtier, et les principales espèces de plantes rencontrées proviennent de la côte chilienne, de la côte sud-ouest de l’Afrique et du désert Baja California [3]. On y trouve une dune [1]. Dans les années 2000 il sera séparé des autres biomes connectés (savane, savane arbustive épineuse, mangroves, marais et océan) pour y effectuer des recherches spécifiquement sur ce mésocosme [3].

Les marais

Les marais, réalisés par Walter Adey du Laboratoire des systèmes marins du Smithsonian Institute, s'étalent sur 3 600 m2 et reconstituent le biotope des Everglades de Floride.

Les mangroves

Les mangroves retrouvées à Biosphère 2 couvrent une superficie de 450 m2 [4]. Les plantes trouvées dans ce biome proviennent de la forêt de mangroves du sud-ouest de la Floride. Les caractéristiques des plantes transplantées sont très comparables à la forêt d’origine [5]. Les mangroves se retrouvent dans des marais salants ; les arbres sont principalement des palétuviers, qui sont des espèces halophiles, c’est-à-dire qu’ils sont adaptés à des conditions de salinité très élevée. La principale espèce de palétuvier se trouvant à Biosphère 2 est Rhizophora mangle (L.) [6].

La savane

La savane réunit sur 1 200 m2 une faune et une flore originaires d' Afrique, d' Amérique du Sud et d' Australie. Ces différents types de savanes diffèrent selon les caractéristiques suivantes : la savane africaine est constituée de grands espaces fertiles et couverts d’herbacées, et les arbres s’y trouvant sont du type Acacia. La savane australienne est plutôt composée de broussailles ouvertes, et l’espèce d’arbre dominante est l’ eucalyptus, tandis que la savane néotropicale est principalement constituée d’espèces végétales se trouvant en forêt tropicale humide, mais de façon beaucoup plus clairsemée, avec présence d’herbacées [7].

Elle abrite la faune propre à ce type de végétation. On y trouve notamment une colonie de termites [1].

L'océan

L’océan, contenant le récif corallien, est un immense bassin contenant 3,5 millions de litres d’eau de mer, et a une profondeur maximale de 7 mètres. Celui-ci a été l’un des systèmes les plus audacieux et difficiles à maintenir à l’intérieur de Biosphère 2 [5].

La forêt tropicale humide

Pour la forêt tropicale, Ghillean Prance, directeur des Jardins botaniques de Londres, a sélectionné trois cents plantes sur une surface de 1 900 m2. Le volume total de ce mésocosme est de 27 000 m3, ce qui en fait le plus important biome au sein de Biosphère 2 [2]. Les espèces végétales retrouvées dans ce biome sont un mélange d’espèces trouvées dans différents écosystèmes terrestres, et non seulement provenant de la forêt amazonienne. Par exemple, du gingembre ainsi que du bambou y ont été transplantés pour diminuer la lumière intense provenant de la réflexion du Soleil sur les parois de verre de la serre [5].

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