Huit personnes enfermées dans une petite Terre… dont l’oxygène disparaît

En janvier 1993, huit personnes franchissent une porte et respirent un air qu’elles n’avaient plus connu depuis des mois.

De l’autre côté, l’oxygène est à environ 26 %. De leur côté, dans Biosphère 2, il était tombé vers 14 %.

Mark Nelson, l’un des huit habitants, racontera qu’en quelques minutes l’équipe a senti une différence physique stupéfiante. Ils avaient l’impression de vivre à près de 4 600 mètres d’altitude alors qu’ils se trouvaient dans le désert d’Arizona.

Le plus étrange n’est pas que quelqu’un leur ait apporté de l’oxygène.

Le plus étrange est qu’ils vivaient entourés de plantes.

Une petite Terre sous verre

Le 26 septembre 1991, huit volontaires s’installent près d’Oracle, en Arizona, dans une construction qui veut reproduire une part de la biosphère terrestre. Une forêt tropicale voisine avec une savane, un désert, des marais et un petit océan avec son récif. Il y a aussi des champs, des animaux et des logements.

Le nom résume l’ambition : la biosphère numéro un est la Terre. La deuxième sert à observer ce qui arrive lorsqu’on enferme des milieux vivants et des humains dans une même enveloppe, avec leur eau, leur nourriture et leur air.

Le bâtiment n’est pas parfaitement hermétique, mais les échanges avec l’extérieur sont suffisamment faibles pour que les transformations internes deviennent visibles. C’est précisément ce que les concepteurs veulent observer. Une serre ordinaire peut être ventilée et corrigée en permanence ; Biosphère 2 doit montrer ce qui se passe quand l’air devient le résultat de tout ce qui vit à l’intérieur.

Les participants ne sont pas retenus de force. Les sas peuvent être ouverts si leur santé l’exige. Mais le projet n’a de sens que s’ils restent longtemps : assez longtemps pour voir si cette petite Terre peut faire circuler ses propres ressources.

Au début, le problème le plus concret est la nourriture.

Faire pousser chaque repas

Les habitants cultivent notamment du riz, des patates douces, des bananes et des papayes. Ils soignent les animaux, récoltent, cuisinent, piègent des insectes et essaient de sauver des plantes attaquées par les ravageurs ou les maladies.

L’agriculture et les tâches liées à l’alimentation occupent près de la moitié de leur temps. Les récoltes fournissent l’essentiel de ce qu’ils mangent, mais pas tout : des réserves présentes au départ complètent l’alimentation. Les habitants perdent du poids durant les premiers mois et parlent d’une faim persistante.

Cette faim rappelle que l’expérience n’est pas un décor futuriste. Chaque kilo de nourriture doit être produit, récolté et réparti. Les cultures doivent pousser derrière un vitrage et une ossature qui ne laissent entrer qu’une partie de la lumière disponible dehors. Les plantes sont donc à la fois le garde-manger de l’équipe et une partie de son système respiratoire.

Le système est vivant, donc il travaille sans arrêt. Les plantes produisent de l’oxygène quand elles reçoivent de la lumière. Les êtres vivants, les microbes et les sols en consomment. La nuit, le dioxyde de carbone monte ; le jour, les plantes en reprennent une partie.

Dans Biosphère 2, ces variations sont très visibles. La lumière qui arrive à travers le verre et l’ossature change même les courbes : un nuage passant au-dessus du bâtiment peut se lire dans les mesures de CO₂.

Les instruments surveillent donc l’air. Et l’un des chiffres commence à descendre.

Une forêt, des cultures… et de moins en moins d’air

Au départ, l’oxygène représente 20,94 % de l’atmosphère intérieure, comme sur Terre. Moins d’un an après la fermeture, il est autour de 16 %. La baisse continue.

Ce n’est pas une simple gêne théorique. À ce niveau, la pression partielle d’oxygène ressemble à celle rencontrée en très haute montagne. Les habitants travaillent toujours, jardinent toujours et vivent sous les arbres, mais leur corps reçoit de moins en moins de ce que l’air extérieur fournit sans qu’on y pense.

Les chercheurs regardent le CO₂. Il est bien produit par la respiration et la décomposition, puis repris en partie par les plantes. Mais les calculs ne suffisent pas à expliquer le déficit d’oxygène. Une partie de l’histoire manque.

Le mystère ne se trouve pas seulement dans l’air.

Il fallait regarder les sols et les murs

Les sols avaient été installés riches en matière organique pour lancer les écosystèmes. Les microbes qui décomposent cette matière consomment de l’oxygène. Les plantes en recréent par photosynthèse, mais l’équilibre est plus fragile que prévu, notamment quand la lumière manque.

Le dioxyde de carbone produit n’est pas non plus resté entièrement dans l’atmosphère. Une partie a été fixée sous forme de carbonates par les matériaux et les dispositifs de contrôle du CO₂ ; les sols eux-mêmes ont également participé à des réactions qui consommaient ou immobilisaient de l’oxygène.

Ce n’est pas l’histoire facile d’un seul coupable caché dans le béton. C’est une leçon plus dérangeante : dans un monde fermé, chaque matériau et chaque microbe participe au bilan. Un geste minuscule à l’échelle de la Terre devient mesurable à l’échelle d’un bâtiment.

Quand l’oxygène approche 14 %, l’équipe décide d’en introduire depuis l’extérieur. Elle ne prétend pas que le système s’est sauvé seul. Elle choisit de protéger les huit personnes qui y vivent.

La scène de la porte résume l’écart entre un chiffre et un corps. À 14 %, l’air n’est pas absent : on peut encore parler, marcher, travailler. Mais il transforme chaque effort en effort d’altitude. L’oxygène injecté dans la chambre voisine ne répare pas le système ; il révèle soudain tout ce que les habitants avaient appris à supporter.

L’air de la première biosphère

L’injection permet à la mission de continuer jusqu’en septembre 1993, soit les deux années prévues.

Biosphère 2 n’a pas démontré qu’un écosystème autonome pouvait nourrir et oxygéner parfaitement ses habitants sans aide extérieure. L’électricité venait déjà de l’extérieur, les réserves avaient complété les cultures, et l’oxygène avait dû être ajouté.

Mais l’expérience n’a pas été vide pour autant. Elle a rendu visible ce qui reste presque invisible sur Terre : les liens entre sols, microbes, lumière, plantes, matériaux et respiration humaine. Sur notre planète, l’échelle est si vaste que l’air paraît aller de soi. Sous verre, il devient un compte à équilibrer chaque jour.

Ce résultat explique pourquoi Biosphère 2 reste intéressant malgré ses limites. Elle n’a pas livré une petite planète prête à l’emploi. Elle a montré à quel point une planète est difficile à miniaturiser sans découvrir, trop tard, un acteur que l’on avait oublié.

Biosphère 2 avait été construite pour imiter une petite Terre.

Ce qui l’a sauvée, c’est l’air de la première.