thumb|Biosphère II, vue de l'extérieur. thumb|Biosphère II vue de l'intérieur, la savane au et l'océan dans le fond. thumb|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 entre 1985 et 2007.
Avec une superficie de , 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 modification 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 deux ans, du au . La seconde a duré six mois en 1994. Biosphère 2 a été créée parce que 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 financement de ce projet est obtenu auprès d'un pétrolier texan à la suite de la mobilisation d'une communauté de hippies de San Francisco des années 1960, tous passionnés par le roman Le Mont Analogue de René Daumal. Selon Matt Wolf, documentariste américain, Biosphère 2 « transpose à la lettre Le Mont Analogue : la création d'un monde qui n'existe sur aucune carte, l'utopie collective, l'esprit de conquête, la fin brutale, tout y est, ou presque ».
Le projet est construit dans le milieu des années 1980 avec John Allen, un idéaliste parfois qualifié de , et Edward Bass, un milliardaire texan.. Les deux hommes se sont rencontrés dans la décennie précédente dans une communauté au Nouveau-Mexique. Ils créent pour la réalisation de Biosphère II la société Space Biosphere Ventures (SBV), société financée par Bass et dirigée par Allen. Selon ces deux hommes, ce projet est 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. 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.
La construction débute en 1987 dans une zone désertique à Oracle dans l'Arizona. Sur un terrain de , Biosphère II est isolée du sol par une double couche de béton séparée par une couche d'acier inoxydable. Sur ce béton sont déposées tonnes de terre. La sphère est aussi isolée de l'atmosphère terrestre par une structure en verre constituée de 6500 fenêtres qui d'après ses concepteurs serait La serre est longue de , large de , avec une hauteur maximale de . Elle est divisée en biomes qui reproduisent différents milieux qui existent sur Terre. Chacun des biomes occupe une aire de plus de . La profondeur maximale du sol est de , et l’océan atteint une profondeur maximale de Walter, A. et Lambrecht, S.C. 2004. . Journal of Environmental Monitoring 6:267-277.. Le nom de Biosphère II est choisi car Biosphère I correspond à la Terre.
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. La flore et la faune sont constituées en totalité de 3800 espèces (le daim étant choisi dans une variété naine car l'espace est compté). 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. 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 , 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.
Description des biomes
Le désert Le désert, sur ses et son volume de , a une température variant entre 2 et . 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 CaliforniaDempster, W.F. 2008. Tightly closed ecological systems reveal atmospheric subtleties – experience from Biosphere 2. Adv. Space Res. 42(12):1951-1956.. On y trouve une dune. 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.
Les marais Les marais, réalisés par Walter Adey du Laboratoire des systèmes marins du Smithsonian Institute, s'étalent sur et reconstituent le biotope des Everglades de Floride.
Les mangroves Les mangroves retrouvées à Biosphère 2 couvrent une superficie de Cellier, F.E., Nebot, A. and Greifeneder, J. 2006. Bond graph modeling of heat and humidity budgets of Biosphere 2. Environmental Modelling & Software. 21(11): 1598-1606.. 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’origineAllen, J. P., Nelson, M. And Alling, A. 2003. The legacy of Biosphere 2 for the study f biospherics and closed ecological systems. Adv. Space Res. 31(7): 1629-1639.". 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.)Dawes, C., Siar, K. and Marlett, D. 1999. Mangrove structure, litter and macroalgal productivity in a northern-most forest of Florida. Mangroves and Salt Marches. 3:259-267..
La savane La savane réunit sur 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). Oxford, Royaume-Uni: Oxford University Press, 268 pp..
Elle abrite la faune propre à ce type de végétation. On y trouve notamment une colonie de termites.
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 . Celui-ci a été l’un des systèmes les plus audacieux et difficiles à maintenir à l’intérieur de Biosphère 2.
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 . Le volume total de ce mésocosme est de , ce qui en fait le plus important biome au sein de Biosphère 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.
Missions Deux missions ont été menées dans le dôme. La première a duré du au . Elle a été précédée d'un essai dans un La seconde a duré six mois en 1994.
Première mission La première mission débute le . L'équipe de la première mission est constituée de huit scientifiques, médecins et chercheurs : Roy Walford, Jane Poynter, Taber McCullum, Mark Nelson, Sally Silverstone, Abigail Alling, Mark Van Thillo et Linda Leigh.. Ils sont âgés de 26 à 66 ans et sont habillés de combinaisons rouges lors de leur entrée dans la serre pour ce qui est appelé Un public de plusieurs milliers de personnes assiste à la fermeture du dôme. Ils doivent vivre en autarcie totale, notamment en recyclant leurs déchets ainsi que l'air et l'eau.
Le début de la mission est assez heureux. Les bionautes, qui communiquent avec l'extérieur par téléphone, aiment travailler la terre et apprécient la vie dans la sphère. L'autarcie alimentaire est notamment assurée par des cultures. Les plants de bananes et de pommes de terre poussent très bien, représentant une source significative de nourriture pour l'équipe. Le régime est hypocalorique au début avec , et jusqu'à par la suitePrévenir cancers, Alzheimer, Infarctus, , , éd. Le Livre de poche, . Les occupants connaissent d'ailleurs des pertes de poids de 16 % en moyenne.
Durant cette première mission, il s'avère que le niveau d'oxygène dans le dôme diminue de 0,5 % par mois, sans possibilité de trouver l'équilibre qui assurerait sa stabilité. À un moment, l'atmosphère intérieure devient comparable à celle qu'on peut retrouver à d'altitude. Le niveau de dioxyde de carbone grimpe, mais ce gaz est absorbé par le béton qui sert de base au dôme. Petit à petit le niveau d'oxygène devient tellement bas que certains membres de l'équipe tombent malades, et il fallut absolument introduire artificiellement de l'oxygène venant de l'extérieur à l'intérieur du dôme, ce qui fit perdre toute crédibilité à la mission.
thumb|Biosphère II vue de l'extérieur.
La baisse du niveau d'oxygène vient des matières organiques qui ont été mises sous la serre pour rendre la terre Biosphère II plus fertile. Une s'y est développée. Il serait nécessaire de changer toute la terre, mais cela impliquerait de fermer le dôme pendant des mois.
Le manque d'oxygène crée une plus grande fatigue pour les participants de l'expérience ainsi que pour les animaux qui s'y trouvent. Cet air vicié va entraîner la mort de la plupart des animaux vertébrés, tout comme celle des insectes pollinisateurs. Les plantes grimpantes de la forêt tropicales s'adaptent bien à cette atmosphère et prolifèrent dans les autres biomes.